Wenn eine Kreatur auf COROT-7b lebt, dem kürzlich bestätigten felsigen Exoplaneten, könnte sie denken, dass der Himmel fällt. Louis, die Atmosphäre von COROT-7b besteht aus den Zutaten von Steinen. Wenn „eine Front einzieht“, kondensieren Kieselsteine aus der Luft und regnen in Seen geschmolzener Lava. Huch!
Diese ungewöhnliche felsige Welt war der erste Planet, der den Stern COROT-7, einen orangefarbenen Zwerg im Sternbild Monoceros, oder das Einhorn umkreiste. COROT-7b ist weniger als doppelt so groß wie die Erde und nur fünfmal so groß wie die Masse. Aber dieser Ort ist nichts wie die Erde.
"Die einzige Atmosphäre, die dieses Objekt hat, wird aus Dampf erzeugt, der aus heißen geschmolzenen Silikaten in einem Lavasee oder Lavazean entsteht", sagte Bruce Fegley Jr., Ph.D., Professor an der Wash U, der zusammen mit COROT-7b Modelle entwickelte wissenschaftliche Mitarbeiterin Laura Schaefer. Ihr Artikel erscheint in der Ausgabe vom 1. Oktober des Astrophysical Journal.
Diese sternförmige Seite hat eine Temperatur von etwa 2600 Grad Kelvin (4220 Grad Fahrenheit). Das ist höllisch heiß - heiß genug, um Steine zu verdampfen. Die globale Durchschnittstemperatur der Erdoberfläche beträgt dagegen nur etwa 288 Grad Kelvin (59 Grad Fahrenheit).
Die Seite im ewigen Schatten hingegen ist bei 50 Grad Kelvin (-369 Grad Fahrenheit) positiv kühl.
Wie könnte die Atmosphäre des Planeten aussehen? Um herauszufinden, verwendeten Schaefer und Fegley thermochemische Gleichgewichtsberechnungen mit einem speziellen Computerprogramm namens MAGMA, mit dem der Hochtemperaturvulkanismus auf Io, Jupiters innerstem galiläischen Satelliten, untersucht wurde.
Da die Wissenschaftler die genaue Zusammensetzung des Planeten nicht kannten, führten sie das Programm mit vier verschiedenen Ausgangskompositionen durch. "Wir haben in allen vier Fällen im Wesentlichen das gleiche Ergebnis erzielt", sagt Fegley.
Vielleicht weil sie abgekocht wurden, enthält die Atmosphäre von COROT-7b keine der flüchtigen Elemente oder Verbindungen, aus denen die Erdatmosphäre besteht, wie Wasser, Stickstoff und Kohlendioxid.
"Natrium, Kalium, Siliziummonoxid und dann Sauerstoff - entweder atomarer oder molekularer Sauerstoff - machen den größten Teil der Atmosphäre aus." Es gibt aber auch geringere Mengen der anderen im Silikatgestein enthaltenen Elemente wie Magnesium, Aluminium, Kalzium und Eisen.
Warum gibt es Sauerstoff auf einem toten Planeten, wenn er erst vor 2,4 Milliarden Jahren in der Erdatmosphäre auftauchte, als Pflanzen damit begannen, ihn zu produzieren?
"Sauerstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Gestein", sagt Fegley. "Wenn Sie also Gestein verdampfen, produzieren Sie am Ende viel Sauerstoff."
Die eigentümliche Atmosphäre hat ihr eigenes einzigartiges Wetter. "Je höher man steigt, desto kühler wird die Atmosphäre und schließlich wird man mit verschiedenen Arten von Gesteinen gesättigt, so wie man in der Erdatmosphäre mit Wasser gesättigt wird", erklärt Fegley. "Aber anstatt dass sich eine Wasserwolke bildet und dann Wassertropfen regnet, bildet sich eine 'Steinwolke', die kleine Kieselsteine verschiedener Gesteinsarten ausregnet."
Noch seltsamer ist, dass die Art des Gesteins, das aus der Wolke kondensiert, von der Höhe abhängt. Die Atmosphäre funktioniert genauso wie das Fraktionieren von Säulen, den hohen knorrigen Säulen, die petrochemische Pflanzen von weitem erkennbar machen. In einer Fraktionierkolonne wird Rohöl gekocht und seine Bestandteile kondensieren auf einer Reihe von Schalen, wobei die schwerste (mit dem höchsten Siedepunkt) unten schmollt und die leichteste (und flüchtigste) nach oben steigt.
Anstatt Kohlenwasserstoffe wie Asphalt, Vaseline, Kerosin und Benzin zu kondensieren, kondensiert die Atmosphäre des Exoplaneten Mineralien wie Enstatit, Korund, Spinell und Wollastonit. In beiden Fällen fallen die Fraktionen in der Reihenfolge des Siedepunkts aus.
Die Atmosphäre von COROT-7b ist zwar nicht atmungsaktiv, aber sicherlich amüsant.
Quelle: Washington University
