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Exoplaneten: Zwei besondere Wasserwelten aufgespürt

Die exotische Parade der Exoplaneten hört nicht auf, neue Besonderheiten zu liefern. Das Zwillingspaar Kepler-138 c und d fasziniert nun mit einer ungewöhnlichen Zusammensetzung.
Kepler-138 c in einer künstlerischen Darstellung
Der Exoplanet Kepler-138 c hat wohl eine sehr dampfige Atmosphäre und ausgedehnte Ozeane.

In »nur« 218 Lichtjahren Entfernung bewegen sich zwei Exoplaneten durchs All, die außergewöhnlich wasserreich zu sein scheinen: Kepler-138 c und d besitzen womöglich Ozeane, die bis zu 500-mal tiefer sein könnten als irdische Meere. Das berichten Caroline Piaulet von der University of Montreal und ihr Team in »Nature Astronomy«.

Als die beiden Welten 2014 erstmals beobachtet wurden, deuteten die Daten an, dass sich beide zwar unterscheiden sollten, es sich aber jeweils um felsige Supererden handele. Piaulets Arbeitsgruppe nahm sie in der Zwischenzeit mit den Weltraumteleskopen Hubble und Spitzer sowie dem Keck-Observatorium auf Hawaii erneut ins Visier – und kommt nun zu einem anderen Schluss.

Zum einen wiesen die Astronomen einen weiteren Exoplaneten um Kepler-138 nach, der daher mindestens von vier Himmelskörpern umkreist wird. Und wenn man diesen neuen Exoplaneten in Simulationen berücksichtigt, zeigt sich, dass Kepler-138 c und d sich einander weit stärker ähneln, als man bislang dachte. Jeder von ihnen ist etwas mehr als doppelt so schwer wie die Erde und hat rund den 1,5-fachen Erdradius.

Diese Daten speisten Piaulet und Co in ein Modell ein, das zu einem beeindruckenden Ergebnis kam. Demnach besteht bis zur Hälfte des Volumens eines jeden Planeten aus etwas, das leichter ist als Gestein, aber schwerer als Wasserstoff und Helium, welche in der Hülle von Gasplaneten vorherrschen. Am wahrscheinlichsten sei dies Wasser, schreibt das Team.

Der beste Vergleich wären einige der Eismonde im äußeren Sonnensystem, die ebenfalls größtenteils aus Wasser bestehen und einen felsigen Kern umgeben. »Stellen Sie sich größere Versionen von Europa oder Enceladus vor, die Jupiter und Saturn umkreisen, aber viel näher an ihren Stern heranrücken«, sagt Piaulet. »Statt einer eisigen Oberfläche würden sie große Wasserdampfhüllen beherbergen.«

Wegen der Nähe zu ihrem Stern, einem Roten Zwerg, halten die Forscher auch Leben für eher unwahrscheinlich – zumal die Ozeane nur bedingt denen auf der Erde gleichen könnten. »Die Temperatur in der Atmosphäre von Kepler-138 d liegt wahrscheinlich über dem Siedepunkt von Wasser, und wir erwarten eine dicke, dichte Atmosphäre aus Dampf auf diesem Planeten. Nur könnte sich unter dieser Dampfatmosphäre möglicherweise flüssiges Wasser unter hohem Druck oder sogar Wasser in einer anderen Phase befinden«, so Piaulet. Die Temperaturen unter der dichten Wasserdampfhülle schätzt die Arbeitsgruppe auf über 200 Grad Celsius; der Druck wäre mindestens 100-mal so hoch wie der Oberflächendruck auf der Erde – vielleicht sogar 1000-mal höher.

Das Bild der beiden anderen Planeten in diesem System ist nach der Untersuchung auch klarer: Der dem Stern nächstgelegene Planet Kepler-138b ist nachweislich ein kleiner Planet mit der Masse des Mars und damit einer der kleinsten bisher bekannten Exoplaneten. Kepler-138 e wiederum ist klein und weiter von seinem Stern entfernt als die drei anderen: Er würde 38 Tage für eine Umrundung brauchen. Doch er scheint seinen Stern jedoch nicht zu umkreisen. Deshalb ist seine Beschaffenheit auch noch unbekannt.

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