Rätsel der "Zuckerwatte-Planeten" gelöst? – WASP-107b ist wärmer als gedacht
Seit Jahren sorgen Exoplaneten mit ungewöhnlich geringer Dichte für Rätselraten in der Astronomie. Nun wurde für den ersten eine einfache Erklärung gefunden.
Künstlerische Darstellung von WASP-107b
(Bild: NASA, ESA, CSA, R. Crawford (STScI))
Mit dem Weltraumteleskop James Webb (JWST) wurde jetzt womöglich das Rätsel der sogenannten "Zuckerwatte-Planeten" gelöst: gemeint sind damit Exoplaneten mit viel zu geringen Dichten. Zwei unabhängig voneinander arbeitende Forschungsteam kommen zu dem Ergebnis, dass zumindest WASP-107b deutlich wärmer ist, als bislang angenommen. Erhitzt wird er demnach wohl durch die sogenannte Gezeitenheizung beziehungsweise Gezeitenreibung, ausgelöst durch einen nicht komplett kreisförmigen Orbit. Damit sei der Himmelskörper nicht gar so mysteriös, wie angenommen, denn mit steigender Temperatur nimmt die Dichte bei den meisten Stoffen ab. Ähnliche Erklärungen könnten auch für andere extrem leichte Exoplaneten gefunden werden, so die Vermutung.
Viel wärmer als angenommen
Die "Puffy Planets" werden seit Jahren gefunden, die bisher möglichen Berechnungen hatten Dichten zwischen 0,06 und 0,31 g/cm3 ergeben. Damit würden die Exoplaneten bequem auf einem ausreichend großen Ozean aus Wasser schwimmen, wie ein beliebter Vergleich lautet. Die Erde kommt dagegen auf 5,5 g/cm3, der Saturn als Planet im Sonnensystem mit der geringsten Dichte auf 0,69 g/cm3. Das sagt aber noch nicht viel über den genauen Aufbau der Himmelskörper und bessere Instrumente wie das JWST können bisherige Annahmen deshalb wieder über den Haufen werfen. Das zeigt sich nun anhand der beiden Forschungsartikel, die im Wissenschaftsmagazin Nature veröffentlicht wurden.
Wie die Verantwortlichen des Weltraumteleskops zusammenfassen, haben Spektraluntersuchungen von WASP-107b einen überraschenden Mangel an Methan ergeben, obwohl andere kohlenstoffbasierte Moleküle dort vorhanden sind. Das deute auf höhere Temperaturen im Innern des Exoplaneten hin, wo Methan dann nicht stabil sei. Dass dieser "Zuckerwatte-Planet" eine derart aufgeblasene Atmosphäre hat, liege also nicht ungewöhnlich extremen Umständen, sondern der höheren Eigentemperatur. Obendrein habe man einen neuen Weg gefunden, um die Masse des festen Kerns zu ermitteln. Der müsse demnach deutlich massereicher sein als gedacht. Das ergebe viel mehr Sinn, meint das Team. Ob das Rätsel damit auch für andere "Zuckerwatte-Planeten" gelöst wurde, muss sich aber erst noch zeigen.
Als Gezeitenheizung wird ein Effekt bezeichnet, bei der Bahn- und Rotationsenergie eines Himmelskörpers als Wärme im Inneren eines Himmelskörpers freigesetzt wird. Im Sonnensystem ist dieser Effekt wohl die Ursache für den ungewöhnlich starken Vulkanismus auf dem Jupitermond Io. Bei WASP-107b könnte der Effekt demnach nun erklären, woher die für die Erwärmung nötige Energie bei dem Exoplaneten kommt, die Strahlung seines Sterns allein reicht dafür nicht aus. Der ist 211 Lichtjahre von der Erde entfernt, WASP-107b braucht für einen Umlauf 5,7 Erdentage. In dem Sternsystem gibt es insgesamt gleich drei Exoplaneten mit einer Dichte von jeweils nur rund 0,3 g/cm3.
(mho)