Neu entdeckter Exoplanet ist dichter als Stahl – „Dieser Planet ist sehr überraschend!“
Ein neu entdeckter Exoplanet hat eine höhere Dichte, als die Forschung erwartet. Die Autorinnen und Autoren einer Studie haben eine Vermutung.
Bristol/Rom – Exoplaneten kommen in den unterschiedlichsten Varianten vor: Es gibt Exemplare, die ähneln einem Marshmallow oder Zuckerwatte, andere sind so heiß, dass es dort flüssiges Metall regnet. Nun hat ein Forschungsteam einen Planeten außerhalb des Sonnensystems aufgespürt, der äußerst ungewöhnlich ist: Seine Dichte ist viel höher, als die Forschung bei seiner Größe erwarten würde.
Es handelt sich um TOI-1853b, einen etwa Neptun-großen Planeten, dessen Dichte höher ist als die von Stahl. Das Forschungsteam, das von Luca Naponiello (Universität Rom) geleitet wurde, geht davon aus, dass diese hohe Dichte das Ergebnis planetarer Kollisionen ist. Diese riesigen Einschläge könnten einen Teil der Atmosphäre und Wasser „entfernt“ haben – übrig blieb vor allem viel Stein.
Exoplanet TOI-1853b ist dichter als Stahl
„Wir haben starke Beweise für hochenergetische Kollisionen zwischen planetaren Körpern in unserem Sonnensystem, so wie die Existenz unseres Monds und gute Beweise von einer kleinen Anzahl von Exoplaneten“, erklärt Co-Autor Phil Carter von der University of Bristol). Es gebe eine „große Diversität in Exoplaneten-Systemen“, von denen viele keinen Vergleich in unserem Sonnensystem hätten, betont Carter in einer Mitteilung seiner Universität.
| Name: | TOI-1853 b |
| Typ: | Exoplanet |
| Größe: | entspricht etwa Neptun |
| Entfernung: | ca. 544 Lichtjahre |
| Umlaufbahn um seinen Stern: | ca. 30 Stunden |
| Masse: | 73 Erdmassen |
| Dichte: | Dichter als Stahl |
Forschungsteam geht von heftiger Kollision aus
Das Forschungsteam hat herausgefunden, dass der ursprüngliche Planetenkörper wahrscheinlich wasserreich war und einen heftigen Einschlag mit einer Geschwindigkeit von mehr als 270.000 Kilometern pro Stunde erlebt hat, um in seiner jetzigen Form zu entstehen. „Dieser Planet ist sehr überraschend!“, findet Co-Autor Jingyao Dou. „Normalerweise erwarten wir, dass Planeten mit so viel Gestein zu Gasriesen wie Jupiter werden, die eine ähnliche Dichte wie Wasser haben.“
Mitautorin Zoë Leinhardt ergänzt: „Wir hatten solche extremen Rieseneinschläge bisher nicht untersucht, da wir sie nicht erwartet hatten. Es gibt noch viel zu tun, um die Materialmodelle zu verbessern, die unseren Simulationen zugrunde liegen, und um die Bandbreite der modellierten extremen Rieseneinschläge zu erweitern“. Die Studie wurde im Fachjournal Nature veröffentlicht.
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Neptun-großer Exoplanet befindet sich in der „Neptun-Wüste“
TOI-1853b ist nicht nur wegen seiner Dichte ungewöhnlich, sondern auch, wegen des Ortes, an dem er sich befindet: in der sogenannten „Neptun-Wüste“, einer Region um einen Stern, in der in der Regel keine Exoplaneten der Neptun-Größe beobachtet werden. Die Forschung geht davon aus, dass Planeten in dieser Region, nah am Stern so viel Strahlung abbekommen, dass sie ihre Gas-Atmosphären nicht halten können und nur ein fester Kern zurückbleibt.
„Auf der Grundlage von Theorien zur Planetenentstehung und -entwicklung wurde nicht erwartet, dass ein solcher Planet so nahe an seinem Stern existieren könnte“, kommentiert Studienleiter Naponiello in einer Mitteilung. „Die Dichte von TOI-1853b ist zu hoch, als dass es sich um einen klassischen Planeten vom Typ Neptun handeln könnte, und folglich muss er extrem reich an schweren Elementen sein.“ Naponiello und sein Team gehen davon aus, „dass TOI-1853b hauptsächlich aus Gestein besteht und von einer kleinen gasförmigen Hülle aus Wasserstoff und Helium umgeben ist, die höchstens ein Prozent der Masse des Planeten ausmacht.“
Es sei aber auch möglich, dass der Exoplanet zur Hälfte aus Gestein und zur Hälfte aus Wassereis bestehe. „Angesichts der hohen Temperaturen des Planeten (etwa 1230 Grad Celsius) könnte TOI-1853b im letzteren Fall eine wasserdampfreiche Atmosphäre haben“, schließt Naponiello. Das Team plant nun, detaillierte Folgebeobachtungen des Exoplaneten TOI-1853b durchzuführen, um mehr über die Zusammensetzung des Planeten herauszufinden. (tab)