Auch sternennahe Planeten könnten an Wasser reiche Atmosphären haben
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Chicago (USA) – Das Leben auf der Erde wäre ohne eine Atmosphäre, die unser Klima reguliert und uns vor der schädlichen Einwirkung solarer und kosmischer Strahlung schützt, nicht möglich. Eine Vielzahl der bislang entdeckten felsigen Exoplaneten sind zwar erdartig, umkreisen ihre Sterne aber so nahe, dass Astronomen bislang davon ausgingen, dass einst vorhandene Atmosphären schon früh und längst verloren gingen und mit ihnen die Möglichkeit von Leben auf diesen Welten. Eine aktuelle Studie stellt nun jedoch ein neues Szenario vor, wonach auch derart sternnahe Felsplaneten dichte, wasserhaltige Atmosphären nicht nur entwickeln, sondern auch über erstaunlich lange Zeiten erhalten könnten.
Wie Edwin Kite von der University of Chicago und Laura Schaefer von der Stanford University aktuell im „Astrophysical Journal Letters“ (DOI: 10.3847/2041-8213/abe7dc) berichten, könnte das neuen Modell dazu beitragen, unser bisheriges Bild der Planetenentstehung zu erweitern und neue Wege bei der Suche nach außerirdischem Leben aufzeigen.
„Unser Modell legt nahe, dass auch Planeten, die bislang als heiße Felsplaneten galten, zu bestimmten Zeiten ihrer Entwicklung wasserreiche Atmosphäre hatten und dies teilweise für erstaunlich lange Zeiten“, so Kite.
Hintergrund
Grundsätzlich können Teleskope schon heute zahlreiche Informationen über einen Exoplaneten, also einen Planeten, der einen anderen Stern als unsere Sonne umkreist, liefern: Größe, Nähe zum jeweiligen Stern, sowie Masse, Dichte und damit auch etwas über die Art bzw. Zusammensetzung des Planeten, ob es sich also um einen Gasplaneten oder einen Felsplaneten handelt, können aus den Beobachtungsdaten abgelesen werden. Die meisten weiteren Informationen beruhen bislang meist auf der Extrapolation dieser Daten auf der Grundlage dessen, was wir von unserer eigenen Erde und den anderen Planeten und Himmelskörpern in unserem eigenen Sonnensystem wissen.
„Anhand der Ergebnisse der Kepler-Mission wissen wir, dass Planeten, die kleiner sind als unser Neptun, wirklich zahlreich sind. Anhand der Situation in unserem eigenen Sonnensystem war dies aber tatsächlich eine Überraschung“, erläutert Kite und führt dazu weiter aus: „Wir können nicht mit gänzlicher Sicherheit sagen, aus was sie genau bestehen, aber es gibt starke Belege dafür, dass es sich um von Wasserstoff-Atmosphären umhüllte Magma-Kugeln handelt.“ Zudem gibt es eine ebenfalls große Anzahl kleinerer und ähnlicher Planeten, aber ohne Wasserstoffhüllen. Auf der Grundlage dieser Beobachtungen gingen die meisten Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen bislang davon aus, dass Planeten wie besagt große Wassserstoff-Atmosphären-Planeten beginnen, dann aber ihre Atmosphären durch die Aktivität ihrer nahen Sterne nach und nach verlieren und ihr Kern zurückbleibt.
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Da bislang aber zahlreiche Details von den bisherigen Modellen noch nicht abgedeckt wurden, haben Kite und Schaefer weitere mögliche Konsequenzen für Planeten, deren Oberflächen aus Lavaozeanen bestehen, untersucht.
„Flüssiges Magma ist bekanntlich nicht nur zähflüssig, sondern es zieht auch Wasserstoff aus einer Atmosphäre, der damit zu Wasser reagiert“, erläutern Schaefer und Kite. „Teile dieses Wassers können dann wiederum in Form einer Atmosphäre aus dem Magma entweichen, während der Großteil jedoch von dem Magma absorbiert wird. Nachdem nun aber ein naher Stern die Wasserstoffatmosphäre ins All gerissen hat, wird das Wasser in Form von Wasserdampf wieder aus dem Magma gezogen und kann eine neue, nun von Wasser dominierte Atmosphäre um dem Planeten bilden. Eine solche wasserreiche Atmosphäre könnte auf entsprechenden Planeten mehrere Milliarden Jahre vorhalten.“
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Quelle: University of Chicago
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