Die Atmosphäre einer Supererde

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Optische Aufnahme desjenigen Sternfelds im Sternbild Ophiuchus, in dem ein Stern vorkommt, der von einer Supererde umkreist wird – der Stern GJ 1214 liegt bei der roten Markierung. Aladin Sky Atlas

Von den circa 500 derzeit bekannten extrasolaren Planeten sind etwa ein Dutzend Supererden: Planeten mit Massen zwischen etwa zwei und zehn Erdmassen. Für größere extrasolare Planeten liefert eine Abschätzung von Masse und Radius einen guten Anhaltspunkt für ihre Zusammensetzung. Zum Beispiel vermutet man, daß die meisten extrasolaren Planeten größer als Jupiter und wie dieser hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium aufgebaut sind. Zum anderen könnten Supererden Kerne aus Fels und vielleicht eine Atmosphäre besitzen, aber Modelle, die nur mit der Masse und dem Radius arbeiten, können nicht zwischen dieser und anderen Möglichkeiten unterscheiden, um die Zusammensetzung einer Supererde zu bestimmen.

Drei Astronomen berichten in der Zeitschrift Nature (Ausgabe 468) von der Untersuchung der Atmosphäre einer Supererde mit einem großen erdgebundenen Teleskop unter Zuhilfenahme von Techniken für das nahe Infrarot. Der Planet GJ 1214b weist 5.69 Erdmassen auf, umkreist seinen Stern in großer Nähe und quert die Sichtlinie zwischen uns und dem Stern (ein Transit) alle 1.58 Tage – sein „Jahr“. Jeder Transit dauert etwa eine Stunde; während dieser Zeit können die Bestandteile in der Atmosphäre des Planeten dem beobachteten Sternenlicht eine ganz eigene Signatur aufprägen.

Die Astronomen untersuchten die Ergebnisse des Transits, fanden aber keinerlei Hinweise auf irgendwelche atomaren oder molekularen Teilchen. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, daß die Atmosphäre nicht aus Wasserstoff aufgebaut ist – zumindest sofern nicht sehr dicke Wolken den Anblick teilweise verhindern. Da es jedoch für manche Moleküle im untersuchten Wellenlängenbereich an starken Signalen fehlt, sind die Ergebnisse auch mit der Anwesenheit von heißem Wasserdampf vereinbar. Die Supererde umkreist den Stern GJ 1214 in großer Nähe und hohe atmosphärische Temperaturen sind zu erwarten. Falls Wasserdampf in der Atmosphäre dieser Supererde vorkommt, so stellen die Astronomen fest, könnte der Planet selbst glaubhaft aus Wassereis anstatt aus Gestein aufgebaut sein. Das spannende Ergebnis zeigt die wachsende Perfektion der extrasolaren Planetenforschung sowie die Möglichkeit, daß zukünftige Analysen von Atmosphären die Zusammensetzung der Kerne dieses und anderer Supererden klären kann. Die Ergebnisse betonen auch die große Vielfalt an Planeten, die im Kosmos vorkommen – eine Vielgestaltigkeit, die um einiges größer ist als in unserem eigenen Sonnensystem.

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