Wir stehen am Rande der nächsten Phase der Planetenentdeckung. Planeten, deren Erdmasse heute unerreichbar ist, aber jetzt wird eine neue Klasse von Super-Erdplaneten entdeckt, und mit der nächsten Generation boden- und weltraumgestützter Teleskope werden weitere auftauchen. Die vielleicht interessanteste Forschung wird in der Atmosphäre dieser Planeten sein.
Super-Erden können bis zum Zehnfachen der Masse der Erde haben, aber mit einer festen Oberfläche und flüssigem Wasser könnten sie sehr gut bewohnbar sein. Eine kürzlich von Eliza Miller-Ricci von der Harvard University auf dem 213. Treffen der American Astronomical Society gehaltene Präsentation erörterte die Arten von Atmosphären, die Astronomen sehen könnten, wenn diese Supererden auftauchen. Obwohl wissenschaftlich interessant - geologische Ausgasung, Hinweise auf Plattentektonik und die Dicke oder Dünnheit der Atmosphäre -, wird die interessanteste Frage sein: Können Super-Erdplaneten das Leben unterstützen?
Um das Leben so zu haben, wie wir es verstehen, müssen Super-Erdplaneten (wie normale Erdplaneten) flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche haben und dies erfordert einen bestimmten Temperaturbereich - die bewohnbare Zone des Muttersterns. Wie wir in unserem eigenen Sonnensystem sehen, hilft die Atmosphäre eines Planeten, seine Temperatur zu regulieren. Die Venus hat eine dicke Atmosphäre und ist heiß genug, um Blei zu schmelzen, während die Erde eine schöne Temperatur hat, damit sich flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche bilden kann. Der Mars hat eine dünne Atmosphäre und es ist wirklich kalt. Es kommt nicht nur auf die Dicke der Atmosphäre an, sondern auch darauf, was darin enthalten ist: Kohlendioxid, Wasser usw.
Planeten mit hoher Masse wie Jupiter werden hauptsächlich aus Wasserstoff gebildet. Erdarme Planeten mit geringer Masse wie die Erde können ihren Wasserstoff nicht festhalten und entweichen während der frühen Geschichte des Planeten in den Weltraum. Aber diese Supererden könnten in der Lage sein, an ihrem Wasserstoff festzuhalten. Anstelle einer wasserstoffarmen Atmosphäre wie der Erde könnten sie eine Atmosphäre mit großen Mengen Wasser haben. Und Wasser ist ein starkes Treibhausgas - Spuren von Wasserdampf in der Erdatmosphäre machen 60% unseres Treibhauseffekts aus und halten den Planeten warm und bewohnbar.
Ich fragte Miller-Ricci, welchen Einfluss große Mengen Wasserstoff auf die Atmosphäre eines Super-Erdplaneten haben werden. Wir haben hier auf der Erde Wasser, aber sehr wenig in der Atmosphäre. Wasserdampf ist ein starkes Treibhausgas und würde helfen, die Temperatur des Planeten zu bestimmen. „Die Menge an Wasserstoff in der Atmosphäre eines Super-Erdplaneten würde seine bewohnbare Zone erheblich beeinflussen. Dies ist eine wirklich wichtige Frage, die wir uns als nächstes ansehen. "
Aktuelle Missionen können Supererden mithilfe der Transitmethode erkennen, bei der der Planet das Licht seines Muttersterns dimmt, wenn er vor ihm vorbeizieht. Durch Subtrahieren der chemischen Signatur, wenn der Planet hinter dem Stern vorbeizieht, können Astronomen seine Atmosphäre bestimmen.
Die Suche nach Supererden ist an der Grenze der aktuellen Teleskope, aber bald werden leistungsstärkere Instrumente auf den Markt gebracht. Die Kepler-Mission der NASA, die im April 2009 startet, wird noch mehr Super-Erden auftauchen lassen, als bereits gefunden wurden. Mit der nächsten Generation von Weltraumteleskopen wie dem James Webb-Weltraumteleskop der NASA können Astronomen die Atmosphäre dieses Planeten direkt abbilden.
