Kleine Planeten in gigantischer Hülle versteckt
Hoher Dunst und Wolken in den Atmosphären von Exoplaneten kann sie größer erscheinen lassen als sie wirklich sind. Dies ergaben neue Forschungen von Astronomen am Space Research Institute (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Das Team unter der Leitung von Helmut Lammer veröffentlichte ihre Ergebnisse in einem Brief an Monthly Notices der Royal Astronomical Society.
Seit der ersten bestätigten Entdeckung im Jahr 1993 haben Astronomen mehr als 3000 Planeten in der Umlaufbahn um andere Sterne gefunden. Ein wichtiges Ziel ist es nun, bekannte Welten zu charakterisieren, indem man ihre Massen, Größen und Zusammensetzungen bestimmt, um die Entwicklung von Planetensystemen besser verstehen zu können um die Chancen zu erhöhen, erdähnliche Planeten zu finden auf denen es Leben geben könnte.
Im Jahr 2014 nützten Lammer und sein Team das ESA-Weltraumteleskop CoRoT, um die obere Atmosphäre von zwei an Masse armen Planeten zu studieren, die regelmäßig beim Umkreisen ihres Muttersterns aus unserer Sichtlinie vor ihrem Stern vorbeizogen (Transit). Die beiden Planeten umkreisen ihren Stern in 5 und 12 Tagen und haben etwa den 4 und 5-fachen Durchmesser der Erde. Ihre Massen betragen weniger als die 6-fache bzw. 28-fache Masse der Erde. Der äußere, massivere Planet, CoRoT-24c hat etwa die Masse des Neptun. Der innere Planet, CoRoT-23b ist nur ein Viertel so massiv, hat aber eine ähnliche Größe. Es scheint, dass er eine geringere Dichte hat.
Mit solch kurzen Umlaufzeiten sind beide Welten sehr nahe bei ihrem Mutterstern, was dazu führt, dass es zu einer dramatische Erwärmung der Planeten kam. Das Team erstellte dazu Modelle und fand, dass beim Planeten mit der geringeren Masse die Atmosphäre innerhalb von 100 Millionen Jahren verdampfen würde, wenn er wirklich so groß ist wie vermutet wird. Aber der Stern ist Milliarden von Jahren alt, so dass der Planet seine Atmosphäre schon längst verloren haben müsste.
Die Lösung scheint zu sein, dass der Planet nur etwa halb so groß ist wie vermutet. Lammer ist nun der Meinung, dass eine sehr dünne und ausgedehnte Atmosphäre einen relativ kompakten Planeten umgibt, welche die Beobachtungen in die Irre führen. Lammer erklärt: „Der Radius wird aufgrund dessen festgestellt, was wir beim Transit sehen. Wenn nun ein Planet von hohen Wolken und Dunst umgeben ist, wird dieses Bild in einem Bereich verzerrt, in dem der Atmosphärendruck ansonsten gering ist.“
Co-Autor Luca Fossati fügte hinzu, dass dieser Effekt bei zukünftigen Exoplaneten-Missionen berücksichtigt werden muss, wie bei ESAs CHarakterisierungs-ExoPlanets Satellite (CHEOPS) Mission, die im Dezember 2017 startet. Ergebnisse von einige Welten, die vom Kepler-Observatorium gefunden worden sind, müssen dann möglicherweise neu bewertet werden.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass CHEOPS-Wissenschaftler bei ihren ersten Messungen vorsichtig sein müssen“, sagte Fossati.
„Seit Kepler auch mehrere ähnliche Planeten mit geringer Dichte und Masse entdeckt hat, ist es sehr wahrscheinlich, dass bei einigen von ihnen die gemessenen Werte vom wahren Wert abweichen, so dass es zu Verzerrungen bei den Ergebnissen kam.
Wenn das österreichische Team richtig liegt, hat dies dramatische Auswirkungen. Zum Beispiel bei den Studien über Planeten-Populationen und wie die Massen der Planeten relativ zu ihren Größen sind.
18. Juni 2016/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
