News | 23.02.2012 | Drucken | Teilen

Exoplaneten

Eine Supererde mit heißer Dampfhülle

Der Exoplanet GJ 1214b im Sternbild Schlangenträger

Wenig lebensfreundliche Bedingungen herrschen nach unseren Maßstäben auf der Supererde GJ 1214b, die einen roten Zwergstern im Sternbild Schlangenträger umkreist. Sie ist von ihrem Zentralgestirn nur rund zwei Millionen Kilometer entfernt und an ihrer Oberfläche rund 230 Grad Celsius heiß. Mittels Bildern und Messdaten, die mit dem Weltraumteleskop Hubble gewonnen wurden, konnte eine internationale Forschergruppe um Zachory Berta am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics bestätigen, dass diese Supererde von einer dichten Atmosphäre umgeben ist, die große Mengen an heißem Wasserdampf enthält.

Der Exoplanet GJ 1214b im Sternbild Schlangenträger
  Der Exoplanet GJ 1214b im Sternbild Schlangenträger
Damit bestätigten sie frühere Messungen, die schon im Jahr 2010 auf Wasserdampf bei GJ 1214b hinwiesen. Damals konnten die Astronomen aber nicht feststellen, ob dies für die gesamte Gashülle gilt, oder ob sie nur auf eine wasserdampfhaltige Schicht in der Atmosphäre gestoßen waren. Für die neuen Untersuchungen beobachteten die Forscher um Berta mit der Weitfeldkamera-3 (WFC-3) des Weltraumteleskops Hubble Vorübergänge des Planeten vor seiner Sonne. Damit wurde erstmals mit dem HST (Hubble Space Telescope) ein Exoplanetentransit beobachtet. Der Planet wandert nämlich von uns aus gesehen vor der Oberfläche seines Zentralgestirns vorbei und schwächt dessen Licht geringfügig ab. Die Astronomen erstellten eine Lichtkurve des Transits, sie trugen also die Sternhelligkeit gegen die Zeit auf. Zudem konnten sie mit der WFC-3 Spektren aufnehmen, welche die Anwesenheit von Wasserdampf belegen, da das Licht des Sterns teilweise die Gashülle des Planeten durchlief. Diese Beobachtungen waren möglich, weil GC 1214 ein leuchtschwacher Roter Zwerg des Typs M ist und somit den Detektor in der WFC-3 nicht überlastete. Zudem ist die Helligkeitsabschwächung durch den Planeten GJ 1214b, der nur 38 Stunden für einen Umlauf um seine Sonne benötigt, mit 1,4 Prozent sehr deutlich.

Die Beobachtungen im nahen Infraroten zeigen nun, dass der Wasserdampf wahrscheinlich nicht in einer Dunst- oder Wolkenschicht um den Planeten liegt, sondern dass die gesamte Atmosphäre unter Dampf steht. Die Forscher ermittelten einen minimalen Anteil von 50 Prozent, der Rest dürfte auf Gase wie Wasserstoff, Helium und Methan entfallen. Aus den Messungen ergaben sich weitere Parameter dieser als Supererde eingestuften Welt. Demnach weist GJ 1214b vermutlich den 2,7-fachen Durchmesser der Erde auf und erreicht die rund 6,5-fache Erdmasse. Der Planet besitzt dann eine mittlere Dichte von rund 1,9 Gramm pro Kubikzentimeter, deutlich weniger als diejenige der Erde mit 5,5 Gramm pro Kubikzentimeter. Dies belegt die Anwesenheit großer Mengen an leichtflüchtigen Stoffen mit geringer Dichte, in diesem Fall hauptsächlich Wasserdampf. GJ 1214b enthält in seinem Inneren mit gewisser Sicherheit einen Kern, der überwiegend aus Gestein und einem großen Anteil aus Hochdruckvarianten von Wassereis besteht. Er ist von einer mächtigen Atmosphäre umgeben. In der Übergangszone von der Gashülle zum festen Kern vermuten die Forscher exotische Stoffe wie glühendes Eis oder superfluides Wasser, die auf der Erde nicht auftreten. Somit ist auch diese rund 40 Lichtjahre von uns befindliche Welt für Leben, wie wir es kennen, denkbar ungeeignet.

© Sterne und Weltraum
Der Exoplanet GJ 1214b im Sternbild Schlangenträger

Hat Ihnen dieser Beitrag gefallen, und möchten Sie mehr Artikel aus der "Spektrum.de"-Redaktion lesen?

Als Abonnent von "Spektrum - Die Woche" haben Sie Zugriff auf über 20.000 Artikel.

Sie wollen keine aktuelle Tagesmeldung verpassen?

Dann bestellen Sie unseren Spektrum.de-Newsletter, und unsere Redakteure informieren Sie 5-mal die Woche über die wichtigsten Nachrichten aus Wissenschaft und Forschung.

Anzeige