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Himmelskörper: Exoplanet verlor Atmosphäre und bekam eine neue

Der Gesteinsplanet GJ 1132 b gilt als eines der spannendsten Objekte im All. Nun überrascht er Astronomen ein weiteres Mal - mit der Wiederkehr einer Atmosphäre.
Gesteinsplanet GJ 1132 b in einer künstlerischen DarstellungLaden...

Eine zweite Erde ist GJ 1132 b leider nicht. Dafür umkreist der Gesteinsplanet seinen Stern doch in zu geringem Abstand in nur 1,6 Tagen: Als Roter Zwerg ist GJ 1132 zwar kühler als die Sonne, doch seine Energie reicht noch aus, um seinen Begleiter auf mehrere hundert Grad Celsius aufzuheizen. Außerdem prasselt das 19-Fache der solaren Strahlung auf ihn ein verglichen mit der Erde. Diese extremen Bedingungen haben wohl dafür gesorgt, dass GJ 1132 b seine Atmosphäre verlor. Doch der Exoplanet entwickelte dank starker vulkanischer Aktivität wieder eine neue, wie Mark Swain vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena und sein Team in einem Paper auf dem arXiv berichten. Es soll demnächst im »The Astronomical Journal« erscheinen.

GJ 1132 b befindet sich 41 Lichtjahre von der Erde entfernt im südlichen Sternbild Segel (Vela) und weist 1,66-mal die Masse und 1,16-mal die Größe der Erde auf. Der Exoplanet begann aber wohl nicht bereits als Gesteinskörper, sondern als Mini-Neptun, der deutlich größer als die Erde war und eine viel größere Gashülle aus Wasserstoff besaß. In den fünf Milliarden Jahren seiner Existenz sorgte die Strahlung seiner Sonne dafür, dass diese Atmosphäre jedoch in etwa hundert Millionen Jahren verdampft wurde.

Zumindest gingen Astronomen davon bislang aus. Mit Hilfe des Hubble-Teleskops untersuchten Swain und Co das Objekt erneut. Und die Daten zeigen, dass der Planet ein komplexere Atmosphäre aufweist: Sie besteht nicht nur aus Wasserstoff, sondern daneben auch aus Cyanwasserstoff, Methan, Ammoniak und einer dicken Kohlenwasserstoffschicht. Der Atmosphärendruck auf der Oberfläche von GJ 1132 b entspricht demnach dem auf der Erde, obwohl der Planet weiterhin ins All ausgast.

Das Team modellierte daher die potenzielle Entwicklungsgeschichte von GJ 1132 b und seiner Atmosphäre. Am wahrscheinlichsten sei, dass zumindest ein Teil der Wasserstoffatmosphäre in den jungen Jahren des Planeten in dessen Magmaozean aufgegangen ist, die damals die Oberfläche bedeckt hatte. Mittlerweile hat sich die äußere Schicht des Planeten abgekühlt, im Inneren befindet sich jedoch weiterhin Magma. Vulkanische Aktivität befördert dann Wasserstoff und andere Gase immer wieder nach außen, wo sie eine neue Atmosphäre bilden – die gleichzeitig konstant ins All leckt. »Wir denken, dass sich die heutige Atmosphäre regeneriert hat. Es könnte sich also um eine sekundäre Gashülle handeln«, sagt die an der Studie beteiligte Koautorin Raissa Estrela von der NASA.

Dieser Mechanismus könne erklären, warum es so viele Mini-Neptune gibt, schreiben die Autoren. Und es könnte einer der Wege sein, auf denen Gesteinsplaneten mit Atmosphäre entstehen: Sie schrumpfen vom Mini-Neptun zu einem vulkanisch aktiven Gesteinskörper mit Gashülle.

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