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EXTRASOLARE PLANETEN
Wasserplaneten und "heiße Erden"
von Hans Zekl
für astronews.com
12. September 2006

Amerikanische Forscher vermuten, dass sich in etwa einem Drittel aller fremden Sonnensystemen mit massereichen Planeten auf engen Umlaufbahnen auch erdähnliche Planeten in der bewohnbaren Zone befinden. Das ergaben Simulationsrechnung zur Entstehung von Planetensystemen.

erdähnlicher Planet

So stellt sich ein Künstler einen von einem Ozean überdeckten Planeten in einem System mit einem heißen Jupiter vor. Bild: Nahks Tr'Enhl / University of Colorado at Boulder

Rund 200 Planeten in fremden Sonnensystemen wurden bislang aufgespürt. In rund 40 Prozent aller Fälle befindet sich darin ein massereicher Riesenplanet auf einer engen Umlaufbahn um die Zentralsonne, ein "heißer Jupiter". Bisher gingen Astronomen davon aus, dass sich in solchen Systemen keine kleineren Planeten bilden könnten. Die Modelle lassen nämlich vermuten, dass diese Planeten ursprünglich in weit größeren Abständen entstanden und dann erst später auf ihre jetzige und enge Bahn gelangten. Bei dieser Wanderung sammelten sie weiter Material auf oder schleuderten es aus dem System heraus, wodurch die Entstehung erdähnlicher Planeten unterdrückt wird.

Doch konnten nun Sean Raymond von der University of Colorado, Boulder, Avi Mandell von der Pennsylvania State University und Steinn Sigurdsonn vom Goddard Center der NASA in einer jetzt im Wissenschaftsmagazin Science veröffentlichten Arbeit zeigen, dass sich die Störungen bei der Wanderung in den Zentralbereich gänzlich anders auswirken. Das Material in den betroffenen Bereichen wird vielmehr dazu gebracht, sich zu größeren Objekten zu verbinden, die schließlich zu erdähnliche Planeten anwachsen. Diese befinden sich sogar in der bewohnbaren Zonen, in der Wasser in flüssiger Form vorkommen kann. Erste Anzeichen für diesen Effekt fand Sean Raymond schon früher, während er an seiner Doktorarbeit forschte (astronews.com berichtete).

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Die neuen Modellrechnungen festigten nun das Bild. Dazu verfolgten die Wissenschaftler die Wanderung eines jupitergroßen Planeten durch eine protoplanetare Scheibe mit der 17-fachen Erdmasse, die sich in einer Entfernung von 0,25 bis 10 astronomischen Einheiten (AE) vom Stern ausdehnte. Die Erde wandert in einem Abstand von einer astronomischen Einheit um die Sonne. In der Scheibe wurden 1.000 mondgroße Brocken aus Eis und Steinen angenommen.

Die Simulationen überdecken einen Zeitraum von 200 Millionen Jahren. In den ersten 100.000 Jahren wandert der Riesenplaneten von einer Bahn mit einem Radius von 5 AE bis auf 0,25 AE an den Zentralstern heran, wo er als "heißer Jupiter" zur Ruhe kommt. Damit hält er sich näher an seiner Sonne auf als Merkur an unserer. In etwa einem Drittel aller Fälle entstand ein erdähnlicher Planet ähnlich wie die Erde in der bewohnbaren Zonen zwischen 0,8 bis 1,5 AE, in der Leben, wie wir es kennen, möglich ist.

Doch sollten diese Planeten wesentlich mehr Wasser enthalten: Mehrere tausend Meter tiefe Ozeane überziehen ihre gesamte Oberfläche. In einigen Fällen entstanden aber auch "heiße Erden" innerhalb der Bahn des heißen Riesen. Tatsächlich wurde 2005 ein Planet doppelt so groß wie die Erde auf einer Bahn entdeckt, die nur einen Radius von etwa 3,7 Millionen Kilometer besitzt.

"Zukünftige Weltraumteleskope wie Kepler und Terrestrial Planet Finder der NASA oder COROT und Darwin von der ESA werden erdähnliche Planeten um andere Sonnen entdecken und untersuchen," schreiben die Autoren in Science. "Wir prognostizieren, dass ein beträchtlicher Teil dieser Systeme mit Riesenplaneten auf engen Bahnen heiße Erden oder prinzipiell bewohnbare, wasserreiche Planeten auf stabilen Umlaufbahnen in der bewohnbaren Zone haben werden."

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siehe auch
Extrasolare Planeten: Erdähnliche Planeten überall? - 11. Dezember 2003
Ferne Welten - die astronews.com-Berichterstattung über die Suche nach fernen Planeten
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