Super-Erden: Exoplaneten nahe der Größe der Erde
Die Vorstellung eines Künstlers zeigt die Größe der Supererde 55 Cancri e im Vergleich zur Erde. Ein bodengestütztes Teleskop in Spanien konnte 55 Cancri e identifizieren, was darauf hindeutet, dass Teleskope am Boden bei der Suche nach bewohnbaren Planeten um andere Sterne helfen. (Bildnachweis: NASA/JPL)
Eine Supererde ist ein Planet, der der Größe und Masse der Erde nahe kommt, aber nicht so groß, dass seine Oberfläche von einer Gashülle umgeben ist – wie eine kleine Version von Uranus. Wenn sich die Supererde in der bewohnbaren Zone ihres Sterns befindet und eine lebensfreundliche Atmosphäre hat, könnte sie Leben beherbergen, aber das ist keine Garantie.
In unserem Sonnensystem sind keine Supererden bekannt; sie befinden sich alle in extrasolaren Planetensystemen. Mit der heutigen Teleskoptechnologie wurden die meisten Supererden in der Nähe der M-Klasse gefunden rote zwergsterne (kleiner als die Sonne) oder Sterne der G-Klasse (ähnlich unserer Sonne). Sterne, die größer sind und heller leuchten als die Sonne, würden Supererden einfach auswaschen und ihre winzigen Gravitationsschlepper schwer zu erkennen und die Transitsignale zu klein machen.
Es gibt keine einheitliche Definition, wie groß eine Supererde werden kann, aber viele Wissenschaftler glauben, dass Planeten, die nicht größer als das 1,6-fache des Erdradius sind, höchstwahrscheinlich immer noch felsig sein werden, so Sara Seager, Professorin für Planetenwissenschaften und Physik am Massachusetts Institute of Technology, die Exoplaneten studiert.
Viel größere Planeten könnten eine unwirtliche Atmosphäre haben. Die Atmosphäre kann dick und drückend werden, im Gegensatz zu der relativ dünnen und transparenten Atmosphäre der Erde, die Sonnenlicht hereinlässt. Aber selbst wenn ein Planet die richtige Größe hat, ist es unklar, wie wahrscheinlich es ist, dass er Leben beheimatet.
Es ist ein bewohnbarer Planet, wenn er per Definition flüssiges Oberflächenwasser hat, aber es gibt keine Garantie, dass ein [gegebener] Planet flüssiges Oberflächenwasser hat, sagte Seager gegenüber guesswhozoo.com. Aber manche Leute mögen denken, es sei unvermeidlich.
Auf der Suche nach Leben
Es gibt zwei Hauptargumente dafür, wie Wasser auf die Erde gelangt ist. Einige Wissenschaftler glauben, dass Kometen und andere kleine Körper es von anderswo im Sonnensystem hergebracht haben. Andere glauben, dass Sauerstoff (ein häufiges Element in Gesteinen, insbesondere in Sauerstoff-Wasserstoff-Kombinationen) freigesetzt und zu Wasser umgewandelt wurde, das ebenfalls aus Wasserstoff und Sauerstoff besteht.
Einige Leute mögen argumentieren, dass jeder Planet diese Veröffentlichung haben sollte, aber andere würden nein sagen, man muss die richtigen Bedingungen haben, sagte Seager.
Es gibt auch andere Dinge zu beachten, wie zum Beispiel die planetarische Atmosphäre. Die derzeitige Teleskoptechnologie kann nur die Zusammensetzung von Planetenatmosphären messen, die sehr groß sind (Jupiters Größe oder größer) und relativ nahe an der Erde sind. Und auf einem felsigen Planeten sind kleine Mengen von Elementen von Bedeutung. Geowissenschaftler sind besorgt über die globale Erwärmung, die Teile pro Million Kohlendioxid betrifft, betonte Seager.
Zukünftige Teleskopsuchen
Seager ist Teil einer Gruppe, die an der vorgeschlagenen Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), mit dem nach Supererden gesucht werden könnte. Das von George Ricker vom MIT geleitete Projekt wird Planeten betrachten, die nur wenige hundert Lichtjahre entfernt sind. Das Kepler-Teleskop zur Planetenjagd der NASA hingegen sucht Planeten, die Tausende von Lichtjahren entfernt sind.
Die Hoffnung ist, dass einige dieser Planeten Atmosphären haben, die wir untersuchen können, sagte Seager. Obwohl Supererden noch klein und schwer zu analysieren sind, könnte es möglich sein, etwas über die atmosphärische Zusammensetzung dieser Planeten zu erfahren, die sich in der Nähe von kleinen Sternen befinden.
Aber die Herausforderung dort ist die Teleskopzeit. Während das kommende James Webb-Weltraumteleskop der NASA (das 2018 starten soll) möglicherweise Atmosphären analysieren kann, könnte es ein Dutzend Transite durch einen Stern dauern, um die Atmosphäre des Planeten von seinem Sternwirt zu unterscheiden. Dies kann tagelange Beobachtungszeit in Anspruch nehmen, was bei Weltraumobservatorien selten ist; Nur eine Handvoll Hubble-Weltraumteleskop-Projekte erhalten zum Beispiel so viel Priorität.
In der Zwischenzeit wartet Seager darauf, dass ihre Lieblings-Supererde auftaucht. Einige der massiveren Typen können Wasserstoff in ihrer Atmosphäre enthalten. Da Wasserstoff dazu neigt, sich aufzublähen, wenn die Sonne darauf trifft, ist das Element (und die Atmosphäre) leichter zu erkennen als die meisten anderen. Aber diese Welt wäre sicher nicht bewohnbar. Es ist ein starkes Treibhausgas, viel schlimmer als alles, was wir haben, sagte Seager.
Bemerkenswerte Supererd-Entdeckungen
Während viele Supererden entdeckt wurden, gibt es einige, die auffallen:
- Kepler-10b: Dieser Planet, der im Januar 2011 angekündigt wurde, ist der erste 'zweifellos felsige' Exoplanet, sagten Wissenschaftler damals. Präzise Messungen des Sterns ermöglichten es den Wissenschaftlern, die Dichte von 8,8 Gramm pro Kubikzentimeter zu berechnen, eine felsige Dichte ähnlich der Erde unter Berücksichtigung der massiveren Größe von Kepler-10b. Aber Kepler-10b ist seinem Mutterstern so nahe, dass seine Oberfläche wahrscheinlich aus flüssiger Lava besteht.
- Kepler-452b: Im Jahr 2015 angekündigt, ist dies der Planet, der sich sowohl in der bewohnbaren Zone seines Sterns vom Typ G befindet – als auch der Größe der Erde am ähnlichsten. Er ist etwa 60 Prozent größer als unser Heimatplanet. Obwohl seine Masse und Dichte nicht bekannt sind, sagen Wissenschaftler aufgrund seiner Größe voraus, dass es sich um einen felsigen Planeten handeln wird.
- Gliese 667C c: Dieser Planet hat etwa den 1,8-fachen Radius der Erde und umkreist seinen Stern (einen Zwerg der M-Klasse) alle 28 Erdentage. Es führt häufig die Liste potenziell bewohnbarer Exoplaneten an. Es wird angenommen, dass sechs Planeten diesen Stern umkreisen (Gliese 667C c ist einer von drei in der bewohnbaren Zone), aber wie viele es sind, war umstritten.
- Kepler-62f : Ein Planet, der etwa 1,4-mal so groß wie die Erde ist und sich wahrscheinlich in der bewohnbaren Region seines Sterns befindet. Die Entdeckung wurde 2013 bekannt gegeben. Eine Modellstudie des Planeten deutet darauf hin, dass er mit Wasser bedeckt sein könnte, was zu Fragen führt, welche Art von Leben auf einer solchen Welt möglich wäre.
Zusätzliche Ressourcen
