Exoplaneten: Zwei Mini-Neptune verlieren Atmosphäre und werden zu Supererden

Astronominnen und Astronomen haben drei Exoplaneten gefunden, die beweisen könnten, dass Supererden aus Gaszwergen entstehen könnten. Das würde nicht nur einen Einblick in Arten von Exoplaneten geben, die keine Entsprechung im Sonnensystem haben, sondern auch eine bislang nicht zu erklärende Lücke beleuchten.

Wie das Forschungsteam um Michael Zhang vom California Institute of Technology jetzt erläutert, war vorher aufgefallen, dass es bei relativ kleinen Exoplaneten eine Lücke zwischen solchen gibt, die auf maximal 1,75 Erdmassen kommen und solchen, die mehr als 2 Erdmassen aufweisen. In diesem Bereich wurden bislang deutlich weniger Exoplaneten gefunden, als bei den kleineren beziehungsweise größeren.

Gas zu schnell für die Gravitation

Wie Zhang und sein Team nun erläutern, legen Messdaten zu den Exoplaneten TOI 560.01 und HD 63433 c nahe, dass diese Gaszwerge beziehungsweise Mini-Neptune gerade dabei sind, ihre Gashülle zu verlieren. Übrig bleiben würden die festen Kerne als Supererden, also Gesteinsplaneten, die größere sind als die Erde. Bei HD 63433 b könnte dieser Prozess abgeschlossen sein, dort seien keine Spuren einer Gashülle gefunden worden. Beobachtet haben sie die Exoplaneten mit dem Weltraumteleskop Hubble, als sie vor ihrem Stern vorüberzogen. Teile des Sternenlichts haben dabei die Gashülle durchquert, die sich so analysieren ließ. Ermitteln konnten die Forscher und Forscherinnen sogar, dass dieses Gas 20 (TOI 560.01) beziehungsweise 50 (HD 63433 c) Kilometer pro Sekunde schnell ist und deswegen der Gravitation entkommt.

Sowohl Supererden als auch Mini-Neptune gibt es im Sonnensystem nicht, die Erde ist hier der größte Gesteinsplanet, Uranus und Neptun kommen als kleinste Gasplaneten auf mehr als ein Dutzend Erdmassen. Bei den Exoplaneten sind die beiden Klassen aber nicht selten, unser Verständnis von ihnen ist jedoch noch begrenzt. Schon vor einigen Jahren war beispielsweise aufgefallen, dass zwischen den beiden Klassen eine regelrechte Lücke klafft. Supererden kommen auf maximal 1,75 Erdmassen, Mini-Neptune auf mindestens zweieinhalb Erdmassen. Dazwischen ist es zwar nicht völlig leer, aber die Zahl der Exoplaneten hier ist auffallend niedriger. Eine Theorie war bereits, dass die Gaszwerge ihre Gashülle verlieren und Gesteinsplaneten übrig bleiben, die höchstens eine dünne Atmosphäre behalten. Mit den Beobachtungen hat das Forschungsteam nun eine mögliche Bestätigung dafür gefunden. Vorgestellt werden sie im Astronomical Journal.

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(mho)