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EXTRASOLARE PLANETEN
Die Rolle des eingefangenen Wasserstoffs
Redaktion / Pressemitteilung des Instituts für Weltraumforschung der ÖAW
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4. März 2014

Wie wird aus einem Planeten eigentlich ein erdähnlicher Planet? Österreichische Wissenschaftler haben sich für einen Teilaspekt dieser Frage interessiert und untersucht, welche Rolle der in der Entstehungsphase eingefangene Wasserstoff dabei spielt. Ihre Studie zeigt erneut, dass wohl viele Super-Erden alles andere als lebensfreundlich sein dürften.

Entwicklung
 
Mögliche Entwicklungswege von Planeten. Bild: H. Lammer/NASA [Großansicht]

Helmut Lammer vom Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Graz und sein Team studierten im Detail die Ansammlung von Wasserstoff aus dem protoplanetaren Nebel um Planeten, die sich innerhalb der sogenannten habitablen Zone eines sonnenähnlichen Sterns befinden. Als habitable Zone bezeichnet man jenen Bereich um einen Stern, in dem die Temperaturen theoretisch die Existenz von flüssigem Wasser ermöglichen würden. Damit ist dies jene Region, in der Leben, wie wir es kennen, überhaupt erst möglich wäre.

Allerdings kann sich die Aktivität von Sternen insbesondere in ihren "Babyjahren" deutlich von der des späteren Sterns unterscheiden. Deswegen berechneten die Wissenschaftler auch wie viel Wasserstoff durch extreme ultraviolette Strahlung (EUV) in dieser aktiven Frühphase des Sterns ins All verdampft ist.

Es stellte sich heraus, dass frühe Planeten mit erdähnlichen Dichten und Massen kleiner als 0,5 Erdmassen nicht viel Gas aus der Scheibe einfangen. Planeten mit etwa einer Erdmasse können eine beträchtliche Menge an Gas ansammeln, aber im Laufe der folgenden 100 Millionen Jahre meist wieder in den Weltraum verlieren, da der EUV-Fluss dann bis zu 100-mal höher ist als bei der heutigen Sonne. Schwerere Planeten wie Super-Erden enden aber sehr wahrscheinlich als Mini-Neptune.

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"Wir haben herausgefunden, dass Super-Erden wie Kepler-62e und 62f, die sich innerhalb der habitablen Zone ihres Sternes befinden, riesige Mengen an Wasserstoff einfangen können, aber nur einige Prozente im Laufe von Milliarden Jahren verlieren", erläutert Lammer die wichtigsten Resultate der Studie. "Der Oberflächendruck ist mehrere 100-mal höher als auf der Erde. Daher werden solche Planeten nicht lebensfreundlich sein, auch wenn sie sich in der habitablen Zone befinden."

Die Entdeckung von Super-Erden mit geringen Dichten würde darauf hindeuten, dass diese theoretischen Überlegungen durchaus zutreffend sein dürften. Die Studie wurde von Wissenschaftlern im Rahmen des vom österreichischen Wissenschaftsfonds geförderten Forschungsnetzwerkes "Wege zur Habitabilität" durchgeführt. In diesem im Dezember 2011 genehmigten Projekt gehen Wissenschaftler an den Universitäten Wien und Graz sowie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften der Frage nach den astrophysikalischen Voraussetzungen für die Entstehung von lebensfreundlichen und lebenserhaltenden Umgebungen auf anderen Planeten nach.  

Die Astronomen veröffentlichten ihre Ergebnisse jetzt in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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siehe auch
Extrasolare Planeten: Super-Erden in der Regel nicht erdähnlich? - 5. Februar 2013
Neues Forschungsnetzwerk: Die astrophysikalischen Grundlagen für Leben - 16. Januar 2012
Ferne Welten - unsere Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten und außerirdischem Leben
Links im WWW
Fachartikel in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW)
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