Als sogenannter „Roter Zwerg“ ist Kepler-138 deutlich kleiner und kühler als unsere Sonne. Der Stern, der sich außerhalb unseres Sonnensystems befindet, wird von mehreren Planeten umkreist, sagte Co-Autor Luca Fossati vom Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) gegenüber der APA.
Sie wurden 2014 entdeckt und von den Weltraumteleskopen Hubble und Spitzer beobachtet. In diesem Planetensystem wurde nun etwas Überraschendes über den Planeten Kepler-138d entdeckt, der etwa 1,5-mal so groß wie die Erde ist. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
Gesteinsplaneten und Mini-Neptun
Bis heute sind rund 5.000 Exoplaneten, Himmelskörper außerhalb des Sonnensystems, bekannt. Exoplaneten, die kleiner als 1,7 Erdradien sind, wurden bisher den Kategorien Gesteinsplaneten oder Mini-Neptune zugeordnet: Gesteinsplaneten umkreisen ihren Stern meist auf sehr engen Bahnen, was dazu führt, dass sie im Laufe der Zeit durch den Einfluss von Sternen ihre Atmosphäre verlieren. Strahlung
Die kleinen, gasförmigen Mini-Neptune hingegen haben während ihrer Entstehung so viel Wasserstoffgas angesammelt, dass sie es wie die großen Gasplaneten des äußeren Sonnensystems nicht mehr an den Weltraum abgeben konnten. Gleiches gilt laut dem Grazer Weltrauminstitut für die sogenannten Hycean-Planeten, hypothetische Himmelskörper, die von einem Ozean aus heißem Wasser und damit einer sehr wasserstoffreichen Atmosphäre umgeben sind.
Für Kepler-138d sind die Bedingungen besonders: Nach den Simulationen der IMF-Wissenschaftlerin und Co-Autorin Daria Kubyshinka wäre es für den Planeten fast unmöglich, eine Wasserstoffhülle zu haben: Sie wäre in zehn Millionen Jahren im Weltraum verloren gegangen . Da sein Alter auf ein bis 2,7 Milliarden Jahre geschätzt wird, kann es sich nicht um einen Mini-Neptun- oder Hycean-Planeten handeln.
Kepler-138d erster “Ozeanplanet”
Wissenschaftler beobachteten die Planetentransite von Kepler-138d mit Hilfe von Weltraumteleskopen. Der Planet bewegt sich in einer Art Ministerfinsternis vor seinen Geburtsstern und schwächt sein Licht leicht ab. Aus der Stärke dieser Schwächung lassen sich Größe und Schwere des Planeten berechnen und die Existenz einzelner chemischer Elemente in der Atmosphäre nachweisen. Die Daten wurden mit Radialgeschwindigkeitsmessungen ergänzt. Bisher zeigte keiner von ihnen Anzeichen von flüssigem Wasser.
Durch den Vergleich der Größe und Masse des Exoplaneten mit Simulationsmodellen kam das Astronomenteam jedoch zu dem Schluss, dass ein erheblicher Teil seines Volumens aus Materie bestehen sollte, die leichter als Gestein, aber schwerer als Wasserstoff oder Helium ist: die häufigste dieser möglichen Substanzen würde dies tun sei Wasser. .
„Die gekoppelte Modellierung des Planeteninneren und der atmosphärischen Struktur, die mit umfangreichen Beobachtungen übereinstimmt, unterstützte die Annahme, dass der felsige, erdähnliche Kern von Kepler-138d höchstwahrscheinlich von einem 2.000 Kilometer tiefen Wasserozean und einer flüchtigen Atmosphäre umgeben ist“, so Fossati. sagte Daher wäre der Ozean von Kepler-138d 500-mal tiefer als der durchschnittliche Ozean der Erde. Die sogenannten “Ozeanplaneten” werden seit etwa 20 Jahren vorgeschlagen. An der ersten entsprechenden Publikation sowie an der aktuellen Studie war auch IMF-Gruppenleiter Helmut Lammer beteiligt. Kepler-138d scheint nun der erste extrasolare Planet zu sein, auf den die Bezeichnung tatsächlich zutrifft.
unwahrscheinliches Leben
2013 definierte Lammer die Lebensräume von Planeten mit großen Wasserschichten auf einem felsigen Kern: Die möglichen Lebensbedingungen in diesen potenziellen Lebensräumen (Lebensraumklasse V) orientieren sich an den extremen Bedingungen der Tiefsee. „Kepler-138d ist jedoch eine Unterklasse dieses Lebensraums“, erklärt Lammer. Denn eine 2.000 Kilometer dicke Wasserschicht ist außerordentlich schwer, was dazu führt, dass in der untersten Wasserschicht, wo sich Wasser und Gestein berühren, ein sehr hoher Druck herrscht.
„Aufgrund der großen Wassermenge ist es sehr wahrscheinlich, dass sich bei hohem Druck Eis bildet oder sogar Wasser in einer anderen Phase, die bei hohem Druck auftritt, dem sogenannten überkritischen Fluid. Diese extremen Bedingungen blockieren den Kontakt zwischen dem Oberflächenwasser und den Mineralien im Felskörper unten.’ Dies würde das Auftreten von Leben, wie wir es kennen, verhindern, was es höchst unwahrscheinlich macht, dass Leben auf Kepler-138d gefunden werden könnte.