Ein extrasolarer Planet mit hypothetischen (möglichen, aber nicht nachgewiesenen) wasserführenden Monden. Bildnachweis: NASA / IPAC / R. Verletzt. klicken um zu vergrößern
In den letzten zehn Jahren haben Astronomen, die eine Planetenjagdtechnik verwenden, mit der kleine Änderungen der Geschwindigkeit eines Sterns relativ zur Erde gemessen werden, mehr als 130 extrasolare Planeten entdeckt. Die ersten derartigen Planeten waren Gasriesen, die Masse des Jupiter oder größer. Nach einigen Jahren begannen die Wissenschaftler, Planeten mit Saturnmasse zu entdecken. Und im vergangenen August kündigten sie die Entdeckung einer Handvoll Neptun-Massenplaneten an. Könnten dies Supererden sein?
In einem Vortrag auf einem Symposium über extrasolare Planeten erläuterte der Astronom Alan Boss von der Carnegie Institution of Washington die Möglichkeiten.
Radialgeschwindigkeits-Planetenjagdtechniken haben kürzlich unsere Entdeckungsfähigkeit unter die Saturn-Massengrenze gesenkt, was wir als Eisriesengrenze bezeichnen würden.
So können wir jetzt Planeten in der Nähe ihrer Wirtssterne mit Massen finden, die mit denen von Uranus und Neptun vergleichbar sind (14- bis 17-fache Masse der Erde).
Dies ist zum großen Teil darauf zurückzuführen, dass Michel Mayor und seine Kollegen in La Silla ein neues Spektrometer haben, das eine beispiellose spektrale Auflösung von etwa 1 Meter pro Sekunde aufweist. Und ich denke, Geoff Marcy und Paul Butlers Gruppe stehen auch ziemlich dicht dahinter.
Die interessante Frage ist jedoch: Was sind das für Dinge? Sind sie Eisriesen, die mehrere AUs gebildet und eingewandert haben, oder sind sie etwas anderes? Leider wissen wir nicht genau, wie groß ihre Massen sind. Noch wichtiger ist, dass wir nicht wirklich wissen, wie hoch ihre Dichte ist. Es könnten also Gesteine mit 15 Erdmassen oder Eisriesen mit 15 Erdmassen sein.
Was wir wirklich tun müssen, ist, dass die Leute ausgehen und weitere 7 oder so entdecken. Wir haben bisher 3. Wenn wir insgesamt 10 hätten, hätten wir genug, dass mindestens einer von ihnen seinen Stern durchqueren sollte, und dann können wir uns ein Bild von seiner Dichte machen.
Ich denke jedoch, dass es eine gute Chance gibt, dass dies tatsächlich eine neue Klasse von Planeten sein könnte: Supererden. Der Grund, warum ich argumentieren würde, ist, dass diese „heißen Neptune“ zumindest in zwei der Systeme, in denen sie gefunden wurden, von einem größeren Planeten mit Jupitermasse mit einer längeren Umlaufbahn begleitet werden.
Wenn es sich bei den Planeten mit geringerer Masse um Eisriesen handelt, die sich weit entfernt von ihren Sternen gebildet haben, würden Sie sich nicht vorstellen, dass sie an den größeren Typen vorbei nach innen wandern, es sei denn, Sie haben ein hochentwickeltes Szenario. Diese Systeme ähneln eher unserem eigenen Sonnensystem, in dem sich die massearmen Gefährten innerhalb der Gasriesen befinden.
Die Planeten in einem System wie unserem System haben vermutlich nicht viel Migration erfahren. Ich würde also behaupten, dass es sich bei diesen Typen möglicherweise um Objekte handelt, die sich innerhalb der Gasriesen gebildet haben und nur ein wenig migriert sind und dort landen, wo wir sie mit den kurzperiodischen spektroskopischen Untersuchungen erkennen können.
Zur Unterstützung dieser Idee gibt es einige theoretische Arbeiten von George Wetherill von Carnegie vor fast 10 Jahren, in denen er einige Berechnungen des Akkumulationsprozesses felsiger Planeten durchgeführt hatte. Er stellte oft fest, dass die Massen von dem, was Sie herausbekommen haben, ziemlich weit verbreitet waren, weil die Akkumulation ein sehr stochastischer Prozess ist. Für die typischen Parameter, die er am Ende von ungefähr 100 Millionen Jahren verwendete, würde er nicht nur Objekte mit 1 Erdmasse erhalten, sondern auch Objekte mit bis zu 3 Erdmassen.
Nun, zu dieser Zeit nahm er für seine Berechnungen eine ziemlich niedrige Oberflächendichte bei 1 AE an, wo sich diese Planeten bildeten. Wenn Sie nach dem, was wir jetzt wissen, einen Jupiter mit 5 AE unter Verwendung des Kernakkretionsmodells der Planetenbildung herstellen möchten, müssen Sie die Dichte in der protoplanetaren Scheibe um den Faktor 7 gegenüber Wetherill erhöhen angenommen.
Das skaliert direkt mit der Masse der Planeten, die Sie als Ergebnis erwarten würden. Wenn Sie diese Berechnungen also noch einmal durchführen würden, unter der Annahme dieser höheren Anfangsdichte, würde die Obergrenze für die Masse der inneren Planeten von 3 Erdmassen, was Wetherill erhalten hat, bis zu 21 Erdmassen reichen. Das liegt im Bereich dessen, was wir für diese neu entdeckten heißen Neptunmassenobjekte schätzen.
Vielleicht sehen wir also wirklich eine neue Klasse von Objekten, Super-Erden, anstatt Eisriesen.
Ursprüngliche Quelle: NASA Astrobiology
