Grazer Forscher:

Manche Supererden offenbar kleiner als gedacht

16.06.2016 08:01

Grazer Forscher gehen davon aus, dass einige der sogenannten Supererde - das sind Exoplaneten, die ein feste Oberfläche besitzen und mindestens so schwer sind wie unsere Erde - offenbar kleiner sind, als man bislang annahm. Sie glauben, dass die sie umgebende Wolkenschicht sie größer erscheinen lässt, als sie tatsächlich sind.

Planeten, die außerhalb unseres Sonnensystems um ihren Stern kreisen, werden seit den 1990er-Jahren entdeckt. Rund 2000 sind derzeit bekannt, die meisten von ihnen sind jedoch Gasriesen wie Jupiter, auf denen mit hoher Wahrscheinlichkeit kein Leben - so wie wir es kennen - möglich sein wird. Doch einige der extrasolaren Planeten sind sogenannte Supererden.

Entdeckt werden Exoplaneten bei sogenannten Transits, das heißt, wenn sie vom Teleskop aus gesehen direkt vor ihrem Mutterstern vorbeilaufen. Die dabei entstehende winzige Abschattung des Sternenlichts lässt sich mit empfindlichen Kameras messen. Daraus können Wissenschaftler wiederum die Größe des Planeten ableiten.

Zwei Supererden näher unter die Lupe genommen
Helmut Lammer und sein Kollege Luca Fossati vom Institut für Weltraumforschung (IWF) sind zu ihrer jüngsten Erkenntnis über die "wahre Größe" von gewissen Exoplaneten durch die nähere Analyse der beiden Supererden CoRoT-24b und CoRoT-24c gekommen. Ihre Radien sind etwa vier- bis fünfmal so groß wie jener der Erde, wie die Forscher in den "Monthly Notices Letters of the Royal Astronomical Society" berichten.

Allerdings besitzen die beiden Supererden sehr unterschiedliche Massen: Während CoRoT-24b rund sechsmal so schwer wie die Erde ist, würde sein etwas größerer Bruder CoRoT-24c das 28-fache Gewicht unseres Heimatplaneten auf die Waage bringen, erläuterte Fossati im Gespräch.

Fossati und Lammer haben die Wasserstoffgashüllen der beiden Exoplaneten, die im Jahr 2014 vom Weltraumteleskop "CoRoT" entdeckt wurden, zuerst nach dem herkömmlichen Modell studiert: Die Forschung ist bei ihren Berechnungen bisher davon ausgegangen, dass wolkenlose Wasserstoffgashüllen das Sternenlicht bei den Transitradien ausblenden: "Dafür benötigen Planeten einen Gasdruck von rund 0,1 bar. Der leichtere Planet CoRoT-24b wäre demnach extrem hohen Atmosphärenfluchtraten ausgesetzt und hätte seine Gashülle nach weniger als 100 Millionen Jahren verloren", schilderte Lammer die Ergebnisse der Grazer Berechnungen nach traditionellem Modell.

Geringer Atmosphärendruck
Der heiße Planet hat jedoch trotz des hohen Alters seines Sterns seinen großen Radius behalten. Die beiden Wissenschaftler schließen daraus, dass der Atmosphärendruck sehr viel geringer sein muss. "Das Sternenlicht wird sehr wahrscheinlich durch vorhandene Wolken oder Dunst in einer hydrodynamisch aufgeheizten und ausgedehnten hohen Atmosphäre ausgelöscht", erklärte der Erstautor.

"Was beim Transit gemessen wird, kann also in manchen Fällen nicht der wahre Planetenradius sein", betonte Fossati. Im Fall von CoRoT-24b sei der "wahre" Planetenradius laut den Berechnungen der Grazer Experten um rund 50 Prozent kleiner als der beobachtete Transitradius. Für den schwereren und kompakten CoRoT-24c würden die Daten des Transitradius und der Planetenradius übereinstimmen.

Laut Fossati wird die neue Erkenntnis schon in kurzer Zeit der weiteren Exoplanetenforschung nützen: Das NASA-Weltraumteleskop "Kepler" habe laut Fossati mehrere Planeten mit übergroßen Transitradien entdeckt., die nun aufgrund der aktuellen Studien auf ihren wahren Radius hin überprüft werden sollten. "Aber auch zukünftige Missionen wie "Cheops" werden davon profitieren", wie Fossati schilderte.