Es kann noch eine Weile dauern, bis sich die Astronomen auf ein Standardmodell für die Planetenbildung um Sterne einigen. Schließlich fehlten den Erdlingen bis vor kurzem zuverlässige Techniken, um weit über unser eigenes Sonnensystem hinaus zu blicken.
Basierend auf unserem eigenen Hinterhof ist eine vorherrschende Theorie, dass sich felsige Planeten wie Merkur, Erde und Mars langsam und nah an der Sonne aus Kollisionen kleinerer fester Körper bilden, während sich Gasriesen schneller und weiter vom Stern entfernt bilden - oft innerhalb des ersten zwei Millionen Jahre des Lebens eines Sterns - aus kleineren felsigen Kernen, die leicht Gase anziehen.
Neue Daten deuten jedoch darauf hin, dass sich einige Gasriesen in der Nähe ihrer Sterne bilden - so nahe, dass intensive Sternwinde ihnen diese Gase rauben und sie in ihre Kerne zurückziehen.
Ein internationales Forschungsteam hat herausgefunden, dass riesige Exoplaneten, die sehr nahe an ihren Sternen umkreisen - näher als 2 Prozent einer astronomischen Einheit (AU) - während ihres Lebens ein Viertel ihrer Masse verlieren könnten. Eine AU ist die Entfernung zwischen der Erde und der Sonne.
Solche Planeten können ihre Atmosphäre vollständig verlieren.
Das Team unter der Leitung von Helmut Lammer vom Weltraumforschungsinstitut der Österreichischen Akademie der Wissenschaften glaubt, dass der kürzlich entdeckte CoRoT-7b „Super Earth“, der weniger als die doppelte Masse der Erde hat, der entkleidete Kern eines sein könnte Neptungroßer Planet.
Das Team verwendete Computermodelle, um den möglichen atmosphärischen Massenverlust über einen Sternlebenszyklus für Exoplaneten in Umlaufstrecken von weniger als 0,06 AE zu untersuchen, wobei die Planeten- und Sternparameter aus Beobachtungen sehr gut bekannt sind.
Merkur ist unser einziger Nachbar, der die Sonne in diesem Bereich umkreist. Die Venus umkreist etwa 0,72 AUs.
Zu den 49 in der Studie berücksichtigten Planeten gehörten Heißgasriesen, Planeten mit Massen, die denen von Saturn und Jupiter ähnlich oder größer sind, und Heißeisriesen, Planeten, die mit Uranus oder Neptun vergleichbar sind. Alle Exoplaneten in der Probe wurden mit der Transitmethode entdeckt, bei der Größe und Masse des Planeten abgeleitet werden, indem beobachtet wird, wie stark sich sein Mutterstern verdunkelt, wenn der Planet vor ihm vorbeizieht.
"Wenn die Transitdaten korrekt sind, sind diese Ergebnisse für Theorien zur Planetenbildung von großer Relevanz", sagte Lammer, der die Ergebnisse auf der Europäischen Woche für Astronomie und Weltraumforschung vom 20. bis 23. April an der Universität von Hertfordshire in Großbritannien vorstellt.
„Wir haben festgestellt, dass der Jupiter-Gasriese WASP-12b im Laufe seiner Lebensdauer möglicherweise etwa 20 bis 25 Prozent seiner Masse verloren hat, andere Exoplaneten in unserer Stichprobe jedoch einen vernachlässigbaren Massenverlust aufwiesen. Unser Modell zeigt auch, dass ein wichtiger wichtiger Effekt das Gleichgewicht zwischen dem Druck der elektrisch geladenen Schicht der Planetenatmosphäre und dem Druck des Sternwinds und der koronalen Massenauswürfe (CMEs) ist. Bei Umlaufbahnen, die näher als 0,02 AE liegen, überwältigen die CMEs - heftige Explosionen aus den äußeren Schichten des Sterns - den atmosphärischen Druck des Exoplaneten, wodurch er während seiner Lebensdauer möglicherweise einige zehn Prozent seiner ursprünglichen Masse verliert. “
Das Team stellte fest, dass Gasriesen bis zu ihrer Kerngröße verdampfen könnten, wenn sie näher als 0,015 AE kreisen. Eisriesen niedrigerer Dichte könnten bei 0,045 AE ihre Wasserstoffhülle vollständig verlieren. Gasriesen, die mit mehr als 0,02 AE umkreisen, verloren etwa 5 bis 7 Prozent ihrer Masse. Andere Exoplaneten verloren weniger als 2 Prozent. Die Ergebnisse legen nahe, dass CoRoT-7b ein verdampfter Neptun-ähnlicher Planet sein könnte, aber nicht der Kern eines größeren Gasriesen. Modellsimulationen zeigen, dass Gasriesen mit größerer Masse nicht in den für CoRoT-7b bestimmten Massenbereich verdampft werden konnten.
Für mehr Informationen:
Die Europäische Woche der Astronomie und Weltraumforschung
Die Royal Astronomical Society
