Es gibt überraschend wenige Planeten, die das 1,5- und 2-fache des Erdradius messen. Jeweils größere oder kleinere gibt es allerdings zuhauf. Daten des Kepler-Teleskops könnten erklären, woran das liegt. Damit würde ein jahrealtes Rätsel gelöst, das sich um das Fehlen dieser Exoplaneten dreht.

Was ist ein Exoplanet?

Ein extrasolarer Planet oder Exoplanet ist ein Planet, der nicht zum Sonnensystem gehört, das heißt einen anderen Stern als die Sonne umkreist. Mit Stand vom 25. März 2021 sind 4.700 extrasolare Planeten in 3.472 verschiedenen Planetensystemen bekannt.

Exoplaneten: Kepler-Teleskop löst Rätsel

Konkret stellten die Astronom:innen eine nicht unwesentliche Lücke fest. So handelt es sich bei den „fehlenden“ Exoplaneten um eine Art Missing Link. Auf der einen Seite liegen die Supererden, die das bis zu 1,5-fache des Erdradius aufweisen. Auf der anderen Seite größere, gasumhüllte Planeten, sogenannte „Sub-Neptunes“, die in der Regel über mehr als das doppelte des Erdradius verfügen. Trevor David vom Center for Computational Astrophysics (CCA) des Flatiron Institute in New York City und sein Team untersuchten, ob sich die Radiuslücke mit dem Alter der Planeten verändert.

Zusammenfassend:

Der Radius einer Supererde misst maximal das 1,5-fache des Erdradius
Der Radius eines Sub-Neptune misst mindestens das 2-fache des Erdradius
Zwischen diesen beiden Größenordnungen finden sich kaum Exoplaneten

Im Rahmen ihrer Studie äußern die Forscher:innen die Vermutung, dass einige Sub-Neptunes über Milliarden von Jahren drastisch schrumpfen, wenn ihre Atmosphären entweichen und nur einen festen Kern zurücklassen. Durch das in kosmischen Relationen schnell entweichende Gas, würden die Exoplaneten die Radiuslücke quasi überspringen und zur Supererde werden.

„Der übergreifende Punkt ist, dass Planeten nicht die statischen Kugeln aus Gestein und Gas sind, als die wir sie uns manchmal vorstellen“, so David. In einigen früher vorgeschlagenen Modellen des Atmosphärenverlustes „waren einige dieser Planeten zu Beginn ihres Lebens zehnmal größer.“

So könnte es zu dem „Sprung“ kommen

Die gesammelten Ergebnisse begünstigen im Kern zwei Vermutungen, die diesem Phänomen als Ursache dienen könnten: Restwärme aus der Planetenbildung und intensive Strahlung von den Wirtssterne. Auf diese beiden Weisen könnte der Atmosphäre eines Sub-Neptunes Energie zugeführt werden, die das darin enthaltene Gas in den Weltraum entweichen lassen könnte.

„Wahrscheinlich sind beide Effekte wichtig“, sagt David, „aber wir brauchen anspruchsvollere Modelle, um zu sagen, wie viel jeder von ihnen beiträgt und wann“ im Lebenszyklus des Planeten. Abzuwarten bleibt, ob die Erkenntnisse des Teams auch weiteren Untersuchungen standhalten werden.

Allerdings interessiert sich die Forschung nicht nur für Exoplaneten und Supererden aus weitentfernten Systemen. Denn auch in unserem Sonnensystem gibt es noch einiges zu entdecken. So haben Wissenschaftler:innen der Karls-Universität (Univerzita Karlova) in Tschechien erst jüngst ein Phänomen entdeckt, das die Existenz von Leben auf dem Jupitermond Europa begünstigen könnte. Kannst du die Position des Jupiter nicht so recht verordnen, könnte dir ein Merksatz für die Planeten unseres Sonnensystems weiterhelfen.