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25 bis 50 Prozent Wasser

Exoplaneten mit gigantischen Meeren wohl häufiger als Gesteinsplaneten

Ein neues Modell der Astronomie geht davon aus, dass Wasser- statt Gesteinsplaneten unsere Galaxie dominieren. Ob diese Theorie richtig ist, kann erst den kommenden Jahren mithilfe neuer Teleskope belegt werden.

Cambridge (U.S.A). Astronomen gehen auf Basis neuer Modelle davon aus, dass in unserer Galaxie mehr Wasserplaneten als Gesteinsplaneten vorkommen. Laut einer Studie, die im Fachmagazin Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wurde, gehen die Autoren davon aus, dass fast alle Exoplaneten mit dem zwei- bis vierfachen Erdradius zwischen 25 und 50 Prozent aus Wasser bestehen. Die Erde hat nur einen Wasseranteil von 0,25 Prozent.

Bisher wurde flüssiges Wasser in unserem Sonnensystem nur auf der Erde gefunden. Außerdem konnten subglaziale Ozeane unterhalb von Gletschern unteranderem auf dem Saturn-Mond Enceladus und dem Jupiter-Mond Europa nachgewiesen werden. Wasservorkommen auf extrasolaren Planeten sind bisher kaum erforscht. Einige neptungroße Exoplaneten wie der Rote Zwerg Gliese 436 und der Wasserdampf-Planet GJ1214b sind jedoch sehr wahrscheinlich vollständig von Ozeanen bedeckt.

Gesteinsplaneten in unserem Sonnensystem vorherrschend

Unser Sonnensystem besteht ausschließlich aus Gesteinsplaneten, zu denen auch die Erde gehört, sowie Eisriesen wie Neptun und Uranus und Gasriesen wie Jupiter und Saturn. In anderen Sonnensystemen werden jedoch vermehrt Planeten entdeckt, deren Dichte geringer als die von Gesteinsplaneten aber deutlich höher als die von Gasplaneten ist.

Die in unserem Sonnensystem nicht vorkommende Exoplaneten-Sorte, ist etwa zwei bis viermal so groß wie die Erde und damit kleiner als der Neptun aber größer als Supererden. Wie sich diese sogenannten Sub-Neptune zusammensetzen, war bisher ungeklärt. Astronomen gingen entweder davon aus, dass es sich um Gasplaneten mit einem festen Kern handeln muss, oder dass die geringe Dichte dem großen Eis- und Wasseranteil geschuldet ist.

Position innerhalb der Schneegrenze

Gegen die Theorie, dass die beobachteten Sub-Neptune zu großen Teilen aus Wasser und Eis bestehen spricht jedoch die Position der Planten, die häufig so nah um Sterne kreisen, dass sie sich innerhalb von deren Schneegrenze befinden. Eigentlich geht die Astronomie davon aus, dass Exoplaneten mit großen Wasser- und Eisanteilen nur außerhalb der Schneegrenze entstehen können.

Die Wissenschaftler rund um Zi Zeng von der Universität Harvard haben nun anhand neuer Berechnungen herausgefunden, dass die Wasserplaneten zum großen Teil gar nicht dort gebildet wurden, wo sie sich derzeit aufhalten. Da der ursprüngliche Entstehungsort weiter von ihren jetzigen Aufenthaltsorten entfernt lag, ist die Schneegrenze somit nicht relevant. Stattdessen gehen die Astronomen davon aus, dass die Exoplaneten ähnlich wie Jupiter und Neptun in unserem Sonnensystem nach ihrer Entstehung langsam nach innen gewandert sind und während ihrer Entstehung noch nicht in der Schneegrenze lagen.

Hoher Anteil von Wasserplaneten in der Galaxie

Anhand eines neuen Modells, das Faktoren wie die Masse, den Radius, die Temperaturen und die Bestandteile von verschiedenen Exoplanetenklassen berücksichtigt, haben die Wissenschaftler errechnet, dass etwa 35 Prozent aller bekannten Exoplaneten, die größer als die Erde sind sogenannte Wasserplaneten seien könnten. In der Milchstraße könnte der Anteil von Wasserplaneten damit den Anteil von Gesteinsplaneten deutlich übertreffen. Schätzungen gehen davon aus, dass das Kepler-Weltraumteleskop der NASA inzwischen etwa 1.000 dieser Wasserplaneten entdeckt hat.

Aufgrund der großen Wasseranteile der Sub-Neptune, die den Wasseranteil der Erde bis zu 200-mal übertreffen, gehen die Wissenschaftler davon aus, dass die bis zu tausend Kilometer tiefen Ozeane fast den Kern der Exoplaneten erreichen könnten. Auf der Erde ist der Marianengraben mit einer Maximaltiefe von etwa 11.000 Metern der tiefste bekannte Punkt. Aufgrund des gigantischen Wasserdrucks würde ein Großteil des Wassers im inneren der Exoplaneten in Eisformen übergehen.

Ob die Forscher mit ihrer Theorie richtig liegen, werden erst neue Teleskope in den nächsten Jahren beweisen, da durch hochauflösenden Spektroskope die Bestandteile der Exoplaneten-Atmosphären detailliert untersucht werden können, aus denen wiederum auf die Wasseranteile der Himmelskörper geschlossen werden kann.

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