Super-Erde mit geschmolzener Tag-Seite und kalter Nacht-Seite entdeckt

18-04-2016 21:49:54 Autor:   Troy Oakes Kategorien:   Weltall

Astronomen haben eine kleine felsige „Super Erde“ entdeckt - und nun gelang es ihnen, die erste detaillierte Karte des Planeten zu erstellen. Sie zeigt einen Stern, der fast vollständig von Lava bedeckt ist. Eine seiner Seiten besteht aus heißer geschmolzener Lava, die andere ist kalt und fest.

Ein internationales Team von Astronomen, angeführt von der University of Cambridge, hat eine Karte erstellt, die bisher einzigartig ist. Noch nie gelang es, den felsigen Exoplaneten, der seine Bahnen außerhalb unseres Sonnensystems zieht, so detailgetreu darzustellen. Die von den Astronomen hergestellte Karte zeigt Erstaunliches.

Die Bedingungen auf der heißen Seite des entfernten Sterns sind so extrem, dass die Atmosphäre des Planeten möglicherweise von ihnen einfach auflgelöst wurde - verpufft in einer Wolke aus Dampf. Die Temperaturen auf beiden Seiten sind so enorm unterschiedlich, dass die heiße Seite 2.500 Grad Celsius Hitze versprüht, während die kalte Seite minus 1.100 Grad Celsius frostig ist.

Die Daten über den fernen Planeten mit dem Namen 55 Cancri e haben die Wissenschaftler NASAs Spitzer-Weltraumteleskop zu verdanken. Sie zeigen auch: 55 Cancri e umrundet einen sonnenähnlichen Stern, der in 40 Lichtjahren Entfernung in der Konstellation Krebs liegt. Es ist das erste Mal, dass eine Karte zeigt, wie sich die Bedingungen auf einem Planeten, der so klein ist, im Laufe einer kompletten Orbit-Drehung verändern.

 

Diese Bild zeigt ein mögliches Szenario für den felsigen Exoplaneten 55 Cancri e, der zweimal so groß wie unsere Erde ist. Neue Spitzer-Daten legen offen, dass die eine Seite des Planeten sehr viel heißer ist als die andere - Grund dafür könnten die Lava-Ansammlungen sein. (Bild: NASA/JPL-Caltech)

 

55 Cancri e ist auch bekannt als „Super-Erde“. Er ist bei nur doppelter Größe etwa achtmal so schwer wie die Erde. Was bei uns 365 Tage dauert, schafft dieser Planet in nur achtzehn Stunden: Die Umrundung seines Muttersterns beginnt schnell wieder von vorne, weil sich beide räumlich sehr nah sind.

Der Planet folgt einem Phänomen, das in der Astronomie als „gebundene Rotation“ bekannt ist. Ähnlich wie der Mond der Erde zeigt er seinem Mutterstern bei der Umdrehung immer nur eine Seite. Auf der einen Hälfte ist es immer Nacht, auf der anderen immer Tag.

Da es sich um die nächstliegende „Super-Erde“ handelt, deren Beschaffenheit man untersuchen kann, ist 55 Cancri e der beste Kandidat, die Oberfläche und Atmosphäre von felsigen Exoplaneten, also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, näher kennen zu lernen.

Dr. Brice-Olivier Demory von der University Cavendish sagte in einem Statement:

Noch nie wurde ein Planet entdeckt, der so klein ist und dessen Umlaufbahn so nah an seinem Mutterstern liegt und der außerdem relativ nah an uns ist. Deshalb hält 55 Cancri e sehr viele Möglichkeiten für uns bereit.

Wir wissen immer noch nicht genau, woraus der Planet besteht – das bleibt vorerst ein Rätsel. Die letzten Ergebnisse sind zwar ein neues Puzzlestück, aber die genaue Natur dieses Planeten ist noch nicht ganz durchschaut.“

Seit seiner Entdeckung 2011 wurde 55 Cancri e genauestens unter die Lupe genommen. Erste Theorien jedoch unterschieden sich stark voneinander. Der Planet soll eine Wasser-Welt sein - oder doch eher eine Diamant-Welt? Nun sind sich die Forscher jedoch sicher, dass der Planet tatsächlich fast komplett mit Lava bedeckt ist.

Co-Autor der Studie, Dr. Nikku Madhusudhan vom Institut für Astronomie Cambridge ist voller Begeisterung:

Eine neue Ära der atmosphärischen Fernerkundung […] ist angebrochen.

Es ist unglaublich, dass wir heute weitflächig die Temperaturverteilung eines [entfernten Planeten] messen können.“

Die neuen Infrarot-Daten geben Aufschluss über die Verteilung der Hitze. Hier auf der Erde besteht eine Zirkulation zwischen Hitze und Kälte, zu der unsere Atmosphäre beiträgt. Dadurch bleibt die Temperatur auf dem gesamten Planeten relativ gleichbleibend. Auf 55 Cancri e gibt es jedoch zwischen der „Tag“-Seite und der „Nacht“-Seite des Planeten keinerlei Zirkulation – und so bleibt die Tag-Seite geschmolzen, die Nacht-Seite ist kalt.

Dr. Demory hat erste mögliche Erklärungen für die Unterschiede: Entweder gibt es schlichtweg überhaupt keine Atmosphäre auf dem Planeten, oder die Atmosphäre wurde durch die starke Hitzeeinstrahlung des Muttersterns teilweise zerstört und ist jetzt nur noch auf der dem Stern abgewandten Nacht-Seite vorhanden. Dies würde ebenfalls eine Zirkulation zwischen Tag- und Nacht-Seite verhindern.

Und noch ein Rätsel gibt 55 Cancri e auf - die Astronomen sagen, sie werden wohl warten müssen, bis die nächste Generation Weltraumteleskope entwickelt ist, bevor sie mehr dazu wissen. Denn der Planet ist deutlich heißer als er es nur durch die Hitze des Muttersterns sein sollte. Irgendwo scheint es eine weitere Hitzequelle zu geben, die aber noch unbekannt ist.

Der Nachfahre von Hubble und Spitzer, das James Webb-Teleskop, wird 2018 fertiggestellt werden und Astronomen neue Möglichkeiten geben, ferne Sterne zu erkunden. Bis dahin wollen Dr. Demory und seine Kollegen natürlich weiter an 55 Cancri e forschen und ihm weitere Geheimnisse entlocken.

Die Studie der Wissenschaftler wurde im Internetjournal Nature veröffentlicht.

 

LIKE uns auFacebook, oder folge uns auf  Twitter.