EXTRASOLARE PLANETEN
Super-Erde mit dicker Atmosphäre entdeckt
von Stefan Deiters
astronews.com
16. Dezember 2009

Astronomen haben jetzt eine zweite sogenannte Super-Erde entdeckt, für die sie Masse und Radius bestimmen konnten. Damit sind Aussagen über die Struktur der fernen Welt möglich. Der Planet GJ1214b in nur 40 Lichtjahren Entfernung ist außerdem der erste Exoplanet dieser Größe, bei dem eine Atmosphäre nachgewiesen werden konnte. Leben wie wir es kennen, dürfte hier allerdings nicht möglich sein.

Dank der Transitbeobachtungen konnten Astronomen von GJ1214b Masse und Radius bestimmen. Bild: ESO/L. Calçada

Zum zweiten Mal ist es Astronomen gelungen, eine sogenannte Super-Erde zu entdecken, die von der Erde aus betrachtet, vor ihrer Sonne vorüberzieht. Ein solcher Transit verrät den Wissenschaftlern einiges über die Struktur der fernen Welt. Der jetzt entdeckte Planet um den massearmen Stern GJ1214 hat etwa die sechsfache Masse der Erde und den 2,7-fachen Radius. Er liegt von der Größe her damit zwischen Erde und den Gasplaneten Uranus und Neptun. Die Wissenschaftler berichten in der morgen erscheinenden Ausgabe der Fachzeitschrift Nature über ihren Fund.

Schon einmal war es zuvor gelungen, mit dem Weltraumteleskop CoRoT den Transit einer sogenannten Supererde zu entdecken (astronews.com berichtete). Dieser Planet, CoRoT-7b, hatte eine vergleichbare Masse wie GJ1214b, dürfte sich aber vom Aufbau her deutlich von diesem unterscheiden. CoRoT-7b verfügt vermutlich über einen Gesteinskern und ist von heißer Lava bedeckt. GJ1214b besteht vermutlich zu drei Vierteln aus Wassereis und sonst aus Eisen und Silizium.

GJ1214b umrundet seine Sonne einmal in 38 Stunden und ist von dem Stern nur zwei Millionen Kilometer entfernt. Der Planet ist seinem Zentralstern damit etwa 70-mal näher als die Erde unserer Sonne. "In dieser Nähe zum Zentralstern müssen auf der Oberfläche Temperaturen von rund 200 Grad Celsius herrschen. Für Wasser in seiner flüssigen Form ist es also viel zu heiß", so David Charbonneau vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, der Erstautor des Fachartikels über die Entdeckung.

Als die Astronomen den ermittelten Radius mit theoretischen Modellen von Planeten verglichen, bemerkten sie zudem, dass der Radius nicht recht mit den theoretisch vorhergesagten Werten übereinstimmte. Es war also nicht der massive Körper des Planeten allein, der das Licht der fernen Sonne verdunkelte, sondern zusätzlich noch eine 200 Kilometer dicke Atmosphäre. "Diese Atmosphäre ist deutlich dicker als die auf der Erde. Der hohe Druck und das Fehlen von Licht dürfte Leben wie wir es kennen unmöglich machen", so Charbonneau. "Die Verhältnisse dort sind allerdings äußerst interessant, da sie vielleicht einige komplexe chemische Reaktionen möglich machen."

"Der Planet ist einfach zu heiß, um die Atmosphäre schon längere Zeit besitzen zu können", ergänzt Xavier Bonfils von der Université Joseph Fourier in Grenoble. "GJ1214b ist damit die erste Gelegenheit eine neu entstandene Atmosphäre auf einem Planeten zu studieren, der einen anderen Stern umkreist. Da uns der Planet so nahe ist, können wir das sogar mit heute vorhandenen Instrumenten bewerkstelligen."

Der Planet war zunächst vom MEarth-Projekt entdeckt worden, das mit Hilfe von acht kleinen Teleskopen rund 2.000 massearme Sterne beobachtet und bei ihnen nach Transits von Planeten fahndet. Um wirklich zu bestätigen, dass es sich bei GJ1214b um einen Planeten handelt und um seine genaue Masse zu ermitteln, wurden dann Beobachtungen mit dem Spektrographen HARPS am 3,6 Meter-Teleskop der ESO in La Silla gemacht. "Dies ist die zweite Super-Erde für die Masse und Radius bestimmt werden konnten, woraus man auf Dichte und innere Struktur schließen kann", so Co-Autor Stephane Udry von der Universität in Genf. "In beiden Fällen war HARPS zur Charakterisierung des Planeten von entscheidender Bedeutung."

"Der Unterschied zwischen den beiden Planeten ist auch für die Suche nach bewohnbaren Welten wichtig", glaubt Charbonneau. Sollten Super-Erden nämlich in der Regel von dicken Atmosphären umgeben sein, wie sie GJ1214b aufweist, dürfte sich dort kaum Leben wie wir es kennen entwickelt haben.

Super-Erde wurden, dank verfeinerten Methoden, in letzter Zeit immer häufiger entdeckt. Erst am Montag hatten amerikanische Astronomen den Fund von mindestens sechs Planeten mit vergleichsweise niedriger Masse bekannt gegeben. Die Forscher hatten das Keck-Teleskop auf Hawaii benutzt und um dem 28 Lichtjahre entfernten Stern 61 Virginis mindestens drei Planeten mit Massen zwischen fünf und 25 Erdmassen entdeckt. Sie umkreisen den Stern in vier, 38 und 124 Tagen. 61 Virginis gilt als einer der sonnenähnlichsten Sterne überhaupt in unserer Nachbarschaft.

Auch um den sonnenähnlichen Stern HD 1461 in 76 Lichtjahren Entfernung konnte das Team einen Planeten mit der 7,5-fachen Masse der Erde aufspüren. Zwei weitere Planeten werden in dem System vermutet. Im Gegensatz zu dem heute von der ESO veröffentlichten Planetenfund lässt sich bei diesen Welten allerdings bislang nichts über die Struktur der Planeten aussagen.