Grazer beteiligt

Ozeanplanet mit 2000-km-Wasserschicht entdeckt

Künstlerische Illustration: Der Ozeanplanet Kepler -138d (rechts) und drei weitere Planeten im Orbit um einen Roten Zwerg (links) namens Kepler-138

(Bild: STScI)

Einen Exoplaneten, dessen fester Kern über und über von einem Ozean umhüllt wird, hat in ein internationales Forscherteam - darunter auch Grazer Astronomen - in den Weiten des Weltalls ausgemacht. Die „Wasserwelt“ ist von einem 2000 Kilometer tiefen Ozean sowie einer flüchtigen Atmosphäre umgeben.

Das Zentralgestirn dieses Ozeanplaneten ist rund 200 Lichtjahre von unserer Sonne entfernt. Kepler-138 ist als sogenannter Roter Zwerg deutlich kleiner und kühler als unsere Sonne. Der Stern, der jenseits unseres Sonnensystems liegt, wird von mehreren Planeten umkreist, schilderte Lucca Fossati, Mitautor vom Institut für Weltraumforschung (IWF) in Graz, gegenüber der APA. Dass es dort Leben gibt, sei aber eher unwahrscheinlich.

Mit „Hubble“ und „Spitzer“ beobachtet
Sie wurden 2014 entdeckt und von den Weltraumteleskopen „Hubble“ (Bild unten) und „Spitzer“ beobachtet. Nun wurde in diesem Planetensystem Überraschendes beim Planeten Kepler-138d, der etwa 1,5-mal so groß wie die Erde ist, festgestellt, berichten die Wissenschaftler im Fachjournal„Nature Astronomy“.

Das Weltraumteleskop „Hubble“ im Erdorbit

(Bild: NASA)

Bis heute sind bereits rund 5000 Exoplaneten (Himmelskörper außerhalb unseres Sonnensystems, Anm.) bekannt. Exoplaneten die weniger als 1,7 Erdradien haben, wurden bisher den Kategorien der Gesteinsplaneten oder der Mini-Neptune zugeordnet: Gesteinsplaneten umkreisen ihren Stern meist auf sehr engen Umlaufbahnen, wodurch sie mit der Zeit ihre Atmosphären durch den Einfluss der stellaren Strahlung verlieren.

Die kleinen, gasförmigen Mini-Neptune hingegen reicherten bei ihrer Entstehung so viel Wasserstoffgas an, dass sie es - wie auch die großen Gasplaneten im äußeren Sonnensystem - nicht mehr in den Weltraum verlieren konnten. Selbiges gilt laut dem Grazer Weltrauminstitut auch für sogenannte Hycean-Planeten, hypothetische Himmelskörper, die von einem heißen Wasserozean und einer entsprechend sehr wasserstoffreichen Atmosphäre umgeben sind.

Was genau ist ein Ozeanplanet?

Ein sogenannter Ozeanplanet (auch als Wasserwelt bezeichnet, Anm.) ist eine hypothetische terrestrische Planetenform, deren Oberfläche vollständig von Wasser bedeckt ist. Die Ozeane auf solchen Himmelskörpern können hunderte Kilometer tief sein, also bedeutend tiefer als die Meere auf der Erde. Man geht davon aus, dass Ozeanplaneten auch Leben beherbergen können.

Planet mit ganz speziellen Verhältnissen
Bei Kepler-138d sind die Verhältnisse speziell: Laut den Simulationen der IWF-Forscher wäre es nahezu unmöglich, dass der Planet eine Wasserstoffhülle hat: Sie wäre innerhalb von zehn Millionen Jahren ins Weltall verloren gegangen. Nachdem sein Alter auf rund eine bis 2,7 Milliarden Jahre geschätzt wird, könne es sich also nicht um einen Mini-Neptun oder Hycean-Planeten handeln.

Durch den Vergleich von Größe und Masse des Exoplaneten mit Simulationsmodellen kam das Astronomenteam zu dem Schluss, dass ein erheblicher Teil seines Volumens aus einer Materie bestehen sollte, die leichter als Gestein, aber schwerer als Wasserstoff oder Helium sind: Das häufigste dieser möglichen Substanzen wäre Wasser.

(Bild: Université de Montréal/Benoit Gougeon)

„Gekoppelte Modellierungen des Planeteninneren und der Atmosphärenstruktur bestärkten die Annahme, dass der erdähnliche Gesteinskern von Kepler-138d sehr wahrscheinlich von einem 2000 Kilometer tiefen Wasserozean und einer flüchtigen Atmosphäre umgeben ist“, fasste Fossati zusammen. Der Ozean auf Kepler-138d wäre demnach also 500-mal tiefer als der durchschnittliche irdische Ozean.

Leben auf Kepler-138d eher unwahrscheinlich
Sogenannte Ozeanplaneten wurden seit rund 20 Jahren hypothetisch angenommen. Kepler-138d scheint nun der erste extrasolare Planet zu sein, auf den die Bezeichnung wirklich zutrifft. "Aufgrund der riesigen Wassermenge bildet sich sehr wahrscheinlich Hochdruckeis oder sogar Wasser in einer anderen Phase - eine sogenannte überkritische Flüssigkeit. Das würde die Entstehung von Leben, wie wir es kennen, verhindern. Dass man auf Kepler-138d Leben finden könnte, wird dadurch also eher unwahrscheinlich, glauben die Forscher.