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55 CANCRI E
Super-Erde ein Diamantplanet?
von Stefan Deiters
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12. Oktober 2012

Das Planetensystem um den Stern 55 Cancri in rund 40 Lichtjahren Entfernung begeistert Astronomen schon seit Jahren. Insgesamt fünf Planeten hat man bislang hier entdeckt. 55 Cancri e ist eine sogenannte Super-Erde mit dem doppelten Radius und der achtfachen Masse unseres Heimatplaneten. Neue Untersuchungen legen nun nahe, dass 55 Cancri e zu einem beträchtlichen Teil aus Diamant bestehen könnte.

55 Cancri e

So stellen sich die Wissenschaftler den Planeten 55 Cancri e vor: Unter einer Graphitdecke verbirgt sich eine dicke Diamantschicht, ganz im Inneren ein Kern aus flüssigem Eisen. Bild: Yale University / Haven Giguere

"Dies ist unser erster Blick auf einen festen Planeten mit einer fundamental anderen chemischen Zusammensetzung als unsere Erde", erläutert Nikku Madhusudhan von der Yale University, der auch Erstautor eines Fachartikels über die Untersuchung ist, der in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal Letters erscheint. "Die Oberfläche dieses Planeten besteht vermutlich aus Graphit und Diamant und nicht aus Wasser und Granit."

Bei 55 Cancri e handelt es sich um eine Super-Erde, also um einen Planeten der größer ist als unsere Heimatwelt, allerdings kleiner als Neptun oder gar der Gasriese Jupiter. Der Planet mit dem doppelten Erdradius und der achtfachen Masse der Erde liegt in einer Entfernung von rund 40 Lichtjahren im Sternbild Krebs. Für eine Umrundung seines Zentralsterns benötigt 55 Cancri e lediglich 18 Stunden. Sein Abstand zu seiner Sonne ist damit so gering, dass auf ihm Temperaturen von mehr als 2.000 Grad Celsius herrschen dürften.

55 Cancri e ist bereits seit 2004 bekannt, erst später gelang es allerdings auch Transits des Planeten vor seinem Stern zu beobachten und damit seinen Radius zu bestimmen. Das Weltraumteleskop Spitzer konnte kürzlich sogar das Infrarotleuchten des Planeten beobachten (astronews.com berichtete). Mit Hilfe der neuen Daten versuchten Madhusudhan und seine Kollegen nun, mehr über die Zusammensetzung der fernen Welt herauszufinden. Mit Computermodellen spielten sie dabei alle möglichen Kombinationen von Elementen durch und verglichen die Ergebnisse mit den beobachteten Eigenschaften.

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Astronomen war schon zuvor aufgefallen, dass der Zentralstern des Planeten mehr Kohlenstoff als Sauerstoff enthält und nach Ansicht von Madhusudhan und seinen Kollegen dürften damit auch bei der Entstehung von 55 Cancri e größere Mengen an Kohlenstoff und Siliziumkarbid vorhanden gewesen sein. Der Anteil an Wassereis hingegen war wohl nur gering. Nach der neuen Studie könnte es auf 55 Cancri e überhaupt kein Wasser geben und der Planet hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehen, dies in Form von Graphit und Diamant, sowie aus Eisen, Siliziumkarbit und möglicherweise einigen Silikaten.

Dabei könnte mindestens ein Drittel der Planetenmasse, also rund drei Erdmassen, in Form von Diamant vorliegen. "Im Gegensatz dazu besteht die Erde im Inneren hauptsächlich aus Sauerstoff und es gibt nur sehr wenig Kohlenstoff", so Teammitglied Kanani Lee, die als Geophysikerin an der Yale University arbeitet.  

Der Nachweis einer kohlenstoffreichen Super-Erde würde nach Ansicht der Wissenschaftler auch erhebliche Bedeutung für die weitere Suche nach einer "zweiten Erde" haben. Man könne nämlich nun nicht mehr davon ausgehen, dass es sich bei Planeten, die vergleichsweise klein sind und nicht in die Kategorie der Gasriesen oder der Neptun-ähnlichen Welten fallen, automatisch um Gesteinswelten handelt, deren Zusammensetzung der unserer Erde ähnelt. Ein hoher Kohlenstoffanteil hätte sehr wahrscheinlich auch Auswirkungen auf beispielsweise den Wärmehaushalt und die Plattentektonik der Planeten und damit auf die seismische Aktivität, Vulkanismus und die Entstehung von Bergen.

"Sterne sind einfach - sobald man die Masse und das Alter eines Sterns ermittelt hat, kennt man im Prinzip auch ihre Struktur und Geschichte", meint Astronomieprofessor David Spergel von der Princeton University. "Planeten sind da viel komplexer. Diese 'diamant-reiche Super-Erde' ist vermutlich nur ein Beispiel für eine große Vielfalt von Entdeckungen, die uns erwarten, wenn wir die Planeten um nahegelegene Sterne weiter erforschen."

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siehe auch
Spitzer: Das Infrarotleuchten einer Super-Erde - 9. Mai 2012
Extrasolare Planeten: Fünfter Planet um 55 Cancri entdeckt - 6. November 2007
Extrasolare Planeten: Zwei weitere Planeten von Neptungröße entdeckt - 1. September 2004
Extrasolare Planeten: Fernes Planetensystem ähnelt Sonnensystem - 14. Juni 2002
Ferne Welten - unsere Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten und außerirdischem Leben
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Yale University
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