EXTRASOLARE PLANETEN:Astronomen stehen vor einem Rätsel

[Frank]

Neue Funde lassen Astronomen rätseln
von Rainer Kayser
10. Dezember 2010

Über 500 extrasolare Planeten haben Astronomen bislang um andere Sonnen entdeckt, doch gibt es immer wieder Funde, die die Wissenschaftler verblüffen und an ihren bisherigen Theorien zweifeln lassen. In dieser Woche präsentierten Forscher gleich zwei dieser ungewöhnlichen Welten: einen Gasriesen, den es eigentlich gar nicht geben dürfte und einen extrem kohlenstoffhaltigen Planeten.
WASP-12b

Die Entdeckung und Beobachtung von Planeten bei anderen Sternen ist heute Routine - über 500 solcher Exoplaneten kennen die Astronomen bereits - und daher kaum mehr eine Meldung wert. Doch die Riesenplaneten der beiden Sterne HR 8799 und WASP-12, über die zwei Forscherteams jetzt in der Online-Ausgabe des Fachblatts Nature berichten, haben es in sich: Sie stehen im Widerspruch zu Theorien der Planetenentstehung und des Aufbaus von Planetenatmosphären.

Christian Marois vom kanadischen Herzberg Institute of Astrophysics und seine Kollegen haben bei HR 8799 einen vierten Planeten aufgespürt. HR 8799 ist der einzige bekannte Stern, den mehrere Riesenplaneten - alle besitzen etwa die zehnfache Jupitermasse - auf weit außen liegenden Bahnen umkreisen. Mehr noch: Die Planeten wurden nicht - wie zumeist üblich - indirekt entdeckt, sondern sind direkt beobachtbar.

Der neu entdeckte Planet wirft nun das Problem auf, dass sich das System insgesamt mit keinem der theoretischen Entstehungsmodelle in Einklang bringen lässt. Für einen gravitativen Kollaps eines Teils der Gas- und Staubscheibe um den jungen Stern kreist der neue Planet zu weit innen, für ein langsames Wachstum zunächst kleiner Planetenkerne durch das Aufsaugen des Gases aus der Umgebung kreisen die anderen drei Planeten zu weit außen. Und auch eine weitere Erklärung, dass nämlich die Planeten weiter innen oder weiter außen entstanden und dann erst an ihre heutigen Positionen gewandert sind, scheidet aus: Die Planeten sind zu massereich, um eine so weite Wanderung in der verfügbaren Zeit zu ermöglichen.

Für ein Rätsel ganz anderer Art sorgt der 2008 entdeckte Planet WASP-12b, ein "heißer Jupiter", der seinen Stern auf einer extrem engen Bahn umrundet. Wie Nikku Madhusudhan vom Massachusetts Institute of Technology und seine Kollegen berichten, enthält die Atmosphäre von WASP-12b erheblich mehr Kohlenmonoxid und Methan, dafür aber weniger Wasser als theoretische Modelle für einen Planeten dieser Temperatur vorhersagen. Die Daten sprechen dafür, dass das Innere des Planeten nicht von Silikaten, sondern von kohlenstoffhaltigen Karbiden dominiert wird.

Für einen derart hohen Kohlenstoffanteil haben die Astronomen jedoch keine Erklärung, da der Zentralstern nach bisherigen Erkenntnissen eine ähnliche chemische Zusammensetzung wie unsere Sonne aufweist. Kopfzerbrechen bereitet den Forschern auch, dass die Atmosphäre von WASP-12b keine so genannte thermische Inversion - also eine Umkehrung der Temperaturschichtung - zeigt, wie sie von theoretischen Modellen für heiße Jupiter vorhergesagt wird. Sowohl in der Theorie der Planetenentstehung als auch in den Modellen des Planetenaufbaus scheint es also noch einige Lücken zu geben.

Quelle: http://astronews.com/news/artikel/2010/ ... -009.shtml

Meine Frage an die Experten

Was ist so besonderes an einem extrem kohlestoffhaltigen Planeten?

[gravi]

Ich sehe mir solche Meldungen gerne mit etwas Distanz an. Ich weiß nicht, wie die Astronomen dazu kommen anzunehmen, von einem winzigen Lichtpünktchen, das sie nicht mal sehen können, schon jetzt auf den inneren Aufbau zu schließen. Auch der Spektralanalyse der Atmosphären von Exoplaneten kann man vorerst einige Skepsis entgegen bringen, wenn auch unsere Technik hier schon Quantensprünge gemacht hat.

Warum sollte jedoch eine Atmosphäre nicht aus Methan und Kohlenmonoxid bestehen? Das kann doch je nach Zusammensetzung der Urnebelwolke, aus denen die Planeten entstanden, durchaus denkbar sein. Und wenn es dort nicht so viele Kometen gab, dann ist Wasser halt Mangelware. Ich meine "da draußen" ist noch so vieles möglich, dass wir uns alle Variationen gar nicht ausmalen können.

Erst mal beobachten, und wenn's denn wirklich stimmt auch akzeptieren. Die Theorie zur Planetenentstehung dürfen wir allerdings getrost neu schreiben!

Gruß
gravi

[msueper]

Hi,
die Meldungen sind schon immer etwas reisserisch. Sonst würden wohl kaum/wenige Leser reinschauen.
Die Venus etwa hat auch eine SEHR kohlenstoffhaltige Atmosphäre aber die ist quasi um die Ecke und daher keine Meldung wert.
Wäre die Venus nun weiter von der Sonne weg und daher kühler, könnte es dort doch auch noch Methan geben. Oder?
Martin

[gravi]

Sehe ich auch so, wenn auch der Kohlenstoff der Venus als CO[down]2[/down] vorliegt (bei diesem Exoplaneten war es ja CO).

Vielleicht sollte mal erwähnt werden, dass auch auf der Erde eine ganze Menge an Methan als atmosphärisches Gas vorhanden ist. Zu unserem Glück ist das aber als (festes) Methanhydrat auf dem Meeresboden gebunden. Falls aber die Klimaerwärmung weiter voranschreitet, könnte es richtig böse werden, wenn nämlich das Zeug freigesetzt wird. Methan ist ja ein viel wirkungsvolleres Treibhausgas als Kohlendioxid...

Gruß
gravi

[belgariath]

... und es lässt Schiffe im Bermuda-Dreieck untergehen.