Viele Super-Erden sind wahrscheinlich große Wasser-Welten

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Künstlerische Darstellung erdartiger und erdähnlicher Exoplaneten im Vergleich zur rechts dargestellten Erde (Illu.).

Copyright: NASA

Boston (USA) – In einer aktuellen Studie kommen Planetenwissenschaftler zu dem Schluss, dass es sich bei den meisten sogenannten Super-Erden, Planeten also von der 2-4-fachen Größe der Erde, um große Wasser-Welten handelt. Das hat Konsequenzen für unsere Suche nach außerirdischem Leben in unserer Galaxie.

Wie das Team um Dr. Li Zeng von der Harvard University auf der Goldschmidt Conference in Boston berichtete, basiert ihre Studie auf den Daten der Weltraumteleskope „Kepler“ und „Gaia“. Demnach besteht eine Vielzahl der bislang bekannten derartigen Exoplaneten bis zu 50 Prozent aus Wasser. Zum Vergleich: Der Wasseranteil am Gesamtgewicht unserer Erde liegt gerade einmal bei 0,02 Prozent.

Laut der neuen Studie lässt sich eine Vielzahl der bislang rund 4.000 bestätigten und noch zu bestätigenden entdeckten Exoplaneten (Planeten also außerhalb unseres eigenen Sonnensystems) in zwei Kategorien einteilen: Jene Planeten mit einem Planetenradius von durchschnittlich 1,5 Prozent des Erdradius, und jene Planeten von durchschnittlich 2,5 Erdradien.

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Anhand eines neuen Modells gelang es den Wissenschaftlern um Zeng nun, auf die innere Struktur der von “Gaia” erfassten Planeten zu schließen: „Wir haben untersucht, in welchem Verhältnis die Planetenmasse zum Radius steht. Unsere Modelle zeigen, dass jene Exoplaneten mit einem durchschnittlich 1,5-fachen Erdradius eher ‚felsig‘ sind und die bis zu 5fache Masse der Erde aufweisen. Bei Planeten mit einem durchschnittlich 2,5-fachen Erdradius handelt es sich am wahrscheinlichsten um Wasser-Welten mit der bis zu 10-fachen Erdmasse.“

Allerdings seien diese Wasservorkommen nicht zwangsläufig mit jenen der Erde zu vergleichen, berichtet Zeng weiter: „Die Oberflächentemperatur vieler dieser Planeten dürfte zwischen 200 und 500 Grad Celsius liegen. Diese Planetenoberflächen sind dann vermutlich von einer von Wasserdampf dominierten dichten Atmosphäre umgeben, während sich flüssiges Wasser im Untergrund findet. Je tiefer man jedoch in diesen Untergrund vordringt, desto höher wird der Druck und das flüssige Wasser verwandelt sich in unter extremem Druck stehendes Eis, bevor wir auf einen festen Felskern stoßen. (…) Das Schöne an unserem Modell ist, dass es genau erklärt, wie sich die Zusammensetzung des Planeten zu den bislang bekannten Fakten über diese Planeten verhält.“

Laut der Studie sollten rund 35 Prozent aller bislang bekannten Exoplaneten, die größer als unsere Erde sind, derart wasserreich sein. „Diese Wasserwelten entstanden vermutlich auf ähnliche Weise, wie die Kerne der großen Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.

Von den neuen Weltraumteleskopen TESS und JWST erhoffen sich die Autoren der aktuellen Studie nicht nur die Entdeckung zahlreicher weiterer Exoplaneten, sondern auch deren fortschreitende Charakterisierung und genauere Beschreibung.

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