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Zwei Super-Erden entpuppen sich als ganz anderer Planetentyp

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Von: Tanja Banner

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Künstlerische Darstellung: Der Exoplanet Kepler-138d ist im Vordergrund zu sehen, links der Exoplanet Kepler-138c. Im Hintergrund befindet sich der Exoplanet Kepler-138b, der ebenfalls den roten Zwergstern Kepler-138 umkreist. Kepler-138d und c sind der aktuellen Forschung zufolge Wasserwelten.
Künstlerische Darstellung: Der Exoplanet Kepler-138d ist im Vordergrund zu sehen, links der Exoplanet Kepler-138c. Im Hintergrund befindet sich der Exoplanet Kepler-138b, der ebenfalls den roten Zwergstern Kepler-138 umkreist. Kepler-138d und c sind der aktuellen Forschung zufolge Wasserwelten. © NASA, ESA, and Leah Hustak (STScI)

Zwei seit 2014 bekannte Exoplaneten sind bei genauerer Betrachtung Wasserwelten – ein Planetentyp, dessen Existenz die Astronomie schon lange vermutet.

Montreal – Dass der rote Zwerg Kepler-138 von mindestens drei Planeten umkreist wird, wurde bereits 2014 entdeckt. Nun jedoch hat die Forschung zwei dieser Exoplaneten genauer unter die Lupe genommen – und etwas bisher noch nie dagewesenes festgestellt: Die beiden Planeten, die sich in 218 Lichtjahren Entfernung zur Erde befinden, sind sogenannte Wasserwelten. Ein großer Teil der beiden Planeten besteht aus Wasser – sie sind damit anders als alle Planeten in unserem Sonnensystem.

In einer Studie, die im Fachjournal Nature Astronomy veröffentlicht wurde, beschreibt ein Forschungsteam um Caroline Piaulet von der Universität im kanadischen Montreal die beiden Exoplaneten und das Planetensystem um den Stern Kepler-138 genauer. Dass die beiden Planeten Wasserwelten sind, schließen die Forschenden aus ihren Größen und Massen. Das Team geht davon aus, dass ein signifikanter Teil des Planetenvolumens – bis zur Hälfe – aus Materialien besteht, die leichter als Stein sind, aber schwerer als Wasserstoff oder Helium.

Exoplaneten Kepler-138c und Kepler-138d sind Wasserwelten

Der wahrscheinlichste Kandidat, der diese Voraussetzungen erfüllt, ist Wasser. „Wir dachten zuerst, dass Planeten, die etwas größer als die Erde sind, große Bälle aus Metall und Stein sind, wie vergrößerte Versionen der Erde“, erklärt der Astrophysiker Björn Benneke, Co-Autor der Studie, in einer Mitteilung. „Deshalb nannten wir sie Supererden.“

Doch damit lagen die Forschenden im Fall von Kepler-138c und Kepler-138d offensichtlich falsch. „Wir haben gezeigt, dass diese beiden Planeten von ganz anderer Natur sind und dass ein großer Teil ihres gesamten Volumens wahrscheinlich aus Wasser besteht. Das ist der bisher beste Beweis für Wasserwelten, eine Art von Planeten, deren Existenz von Astronomen schon lange vermutet wurde“, erläutert Benneke.

Astronomie vermutet schon lange die Existenz von Wasserwelten

Die beiden Exoplaneten haben jeweils mehr als das dreifache Volumen der Erde, jedoch viel geringere Dichten. Das überraschte die Forschenden, denn bisher waren alle erforschten Planeten in dieser Größenordnung Gesteinsplaneten wie die Erde. Die Forschenden vergleichen die beiden neu identifizierten Wasserwelten mit einigen Eismonden im Sonnensystem, die größtenteils aus Wasser bestehen, das um einen Gesteinskern angeordnet ist: „Stellen Sie sich größere Versionen von Europa oder Enceladus vor, die wasserreichen Monde, die Jupiter und Saturn umkreisen“, erklärt Piaulet. Sie würden ihren Stern jedoch näher umkreisen und wären von Wasserdampfhüllen umgeben, statt wie die beiden Monde eine eisige Oberfläche zu besitzen.

Auch wenn die beiden Exoplaneten zum großen Teil aus Wasser bestehen – Ozeane muss es auf den beiden Wasserwelten nicht unbedingt geben, betont das Forschungsteam. „Die Temperatur in der Atmosphäre von Kepler-138d ist wahrscheinlich über dem Siedepunkt von Wasser und wir erwarten eine dicke und dichte Atmosphäre aus Wasserdampf auf diesem Planeten“, weiß Piaulet.

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Mittlerweile sind mehr als 5000 Exoplaneten bekannt – die Zahl wächst ständig weiter. Das Weltraumteleskop „James Webb“ soll in den kommenden Jahren einige Exoplaneten genauer unter die Lupe nehmen. Zuletzt konnte es zeigen, dass es die Atmosphäre eines Exoplaneten untersuchen kann. (tab)

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