NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)
- NASA-Wissenschaftler haben möglicherweise das Rätsel um scheinbar schrumpfende Planeten gelöst.
- Planeten außerhalb unseres Sonnensystems weisen einen Größenunterschied auf, bei dem die Welten über einen bestimmten Bereich hinaus zu schrumpfen scheinen.
- NASA-Teleskopdaten zeigen, dass die Kerne dieser Planeten ihre Atmosphäre wegdrücken könnten.
NASA-Wissenschaftler rätseln über eine Gruppe von Planeten, die scheinbar schrumpfen. Der Übeltäter könnte Strahlung sein.
Außerhalb unseres Sonnensystems gibt es allerlei Welten. Weit entfernte außerirdische Planeten, sogenannte Exoplaneten, können Gasriesen wie Jupiter, Gesteinskugeln von der Größe unseres Planeten oder sogar „Superpuffs“ mit der Dichte von Zuckerwatte sein.
Aber es gibt eine mysteriöse Lücke, in der es Planeten geben sollte, die etwa 1,5 bis zwei Mal so breit wie die Erde sind.
Eine mysteriöse Lücke, in der es Planeten geben sollte
NASA/JPL-Caltech
Unter den über 5.000 Exoplaneten, die die NASA entdeckt hat, gibt es viele Supererden (die bis zu 1,6-mal so groß sind wie unser Planet) und viele Sub-Neptune (etwa das Zwei- bis Vierfache des Erddurchmessers), aber kaum welche Planeten dazwischen.
„Exoplaneten-Wissenschaftler verfügen mittlerweile über genügend Daten, um zu sagen, dass diese Lücke kein Zufall ist. Es passiert etwas, das Planeten daran hindert, diese Größe zu erreichen und/oder beizubehalten“, sagt Jessie Christiansen, Forschungswissenschaftlerin am Caltech und wissenschaftliche Leiterin des NASA-Exoplaneten Archiv, heißt es in einer Pressemitteilung vom Mittwoch.
Wissenschaftler glauben, dass dies daran liegt, dass einige Sub-Neptune schrumpfen, ihre Atmosphäre verlieren und durch die Größenlücke rasen, bis sie so klein wie eine Supererde sind.
Mark Garlick / Science Photo Library
Christiansens neueste Forschung legt nahe, dass diese Welten schrumpfen, weil Strahlung aus den Kernen der Planeten ihre Atmosphären wegdrückt, in den Weltraum.
Der Studieveröffentlicht am Mittwoch im Astronomical Journal, könnte das Rätsel um die fehlenden Exoplaneten lösen.
Die Planeten selbst könnten ihre Atmosphäre wegdrücken
Schrumpfenden Exoplaneten fehlt möglicherweise die Masse (und damit die Schwerkraft), um ihre Atmosphäre dicht zu halten.
Der genaue Mechanismus für den Atmosphärenverlust bleibt jedoch unklar.
Die neue Studie stützt laut der Pressemitteilung eine Hypothese, die Wissenschaftler als „kerngetriebenen Massenverlust“ bezeichnen.
Der Masseabbau durch Rumpfmuskulatur ist kein trendiger neuer Trainingsplan. Dies geschieht, wenn der Kern eines Planeten Strahlung aussendet, die von unten auf seine Atmosphäre drückt und dazu führt, dass er sich im Laufe der Zeit vom Planeten trennt, heißt es in der Veröffentlichung.
Die andere Hypothese, Photoevaporation genannt, besagt, dass die Atmosphäre eines Planeten durch die Strahlung seines Muttersterns zerstreut wird.
Es wird jedoch angenommen, dass die Photoverdunstung einsetzt, wenn ein Planet 100 Millionen Jahre alt ist – und der kerngetriebene Massenverlust könnte näher am milliardsten Geburtstag des Planeten eintreten, heißt es in der Pressemitteilung.
Um die beiden Hypothesen zu testen, untersuchte Christiansens Team Daten des ausgemusterten Kepler-Weltraumteleskops der NASA.
Sie untersuchten Sternhaufen, die über 100 Millionen Jahre alt waren. Da angenommen wird, dass Planeten ungefähr so alt sind wie ihre Muttersterne, wären die Planeten in diesen Sternhaufen alt genug, um eine Photoverdampfung zu erfahren, aber nicht alt genug für einen kerngetriebenen Massenverlust.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die meisten Planeten dort ihre Atmosphäre behielten, was den kerngetriebenen Massenverlust zu einer wahrscheinlicheren Ursache für einen eventuellen Atmosphärenverlust macht.
„Jüngste Arbeiten deuten jedoch auf eine anhaltende Massenverlustsequenz hin, bei der beide Prozesse ablaufen“, schrieb Christiansen auf X, der Plattform, die früher als Twitter bekannt war, und teilte a mit Verknüpfung zu einer Harvard-Bewertung, die im Juli online veröffentlicht wurde.
Das Rätsel ist also noch nicht gelöst.
Laut Christiansens Aussage in der Pressemitteilung ist auch ihre Arbeit noch nicht abgeschlossen – insbesondere weil sich unser Verständnis von Exoplaneten mit der Zeit weiterentwickeln wird.