Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Eine künstlerische Darstellung des Planetensystems um den Stern G581, von dem bekannt ist, daß Super-Erden darin vorkommen. European Space Agency
Ein “terrestrischer” Planet ist in dem Sinne erdähnlich, daß er einen Durchmesser von ungefähr zehntausend Kilometer aufweist und die Dichte von Gestein besitzt: etwa 5 g/cm3 (annähernd die fünffache Dichte von Wasser). Merkur, Venus, Erde und Mars sind die einzigen terrestrischen Planeten in unserem Sonnensystem; von diesen ist die Erde am größten. Aber die Erde ist nicht mehr der größte bekannte terrestrische Planet. In den letzten Jahren haben die Astronomen um andere Sterne elf „Super-Erden“ entdeckt – Planeten mit Massen, die zwischen einer und zehn Erdmassen liegen. Astronomen, die zu verstehen versuchen, ob die Erde einzigartig ist und wie sie sich bildete, sind von der Aussicht begeistert, fähig zu sein, Super-Erden zu untersuchen und dabei zu helfen, mögliche konkurrierende Modelle für die Erde auszuschließen.
Falls Super-Erden für Leben, so wie wir es kennen, bewohnbar sind, werden sie erdähnliche Atmosphären benötigen; aber um zu bestimmen, ob eine entfernte Super-Erde überhaupt eine Atmosphäre besitzt, und wenn ja, wie sie eingestuft werden könnte, ist eine beängstigende Aufgabe. Eliza Miller-Ricci hat eine theoretische Studie zu möglichen atmosphärischen Signaturen von Super-Erden als Teil ihrer kürzlich abgeschlossenen Doktorarbeit durchgeführt; ein Teil dieser Arbeit ist 2009 in der Januar-Ausgabe des Astrophysical Journal erschienen. Gemeinsam mit den Astronomen Dimitar Sasselov und Sara Seager führt sie Gründe dafür an, daß Atmosphären von Super-Erden am Anfang mit einer ähnlichen Zusammensetzung beginnen könnten, aber die unterschiedlichen Planetenmassen, Zusammensetzungen und stellaren Umgebungen der Super-Erden würden schließlich zu drei unterschiedlichen, arttypischen Kategorien von Atmosphären führen: solche wie die der heutigen Erde oder Venus, die reich an Molekülen anders als Wasserstoff sind, solche wie die der primitiven Erde, die reich an Wasserstoffgas war und eine dritte Gruppe, die irgendwo zwischen diesen beiden Extremen liegt.
Die Wissenschaftler heben hervor, daß neue Beobachtungen an transitierenden Planeten (solche, deren Umlaufbahnen sie von der Erde aus gesehen vor ihren Sternen vorbeiführen) es möglich gemacht haben, atmosphärische Eigenschaften speziell bei infraroten Wellenlängen zu messen. Obwohl der Transit einer Super-Erde bis jetzt nicht entdeckt worden ist, beschäftigen sich die Verfasser damit, wie solche Messungen zu interpretieren sind, wenn sie durchgeführt werden können und durchgeführt sind. Ausgehend von einigen begründeten Annahmen über die anfängliche chemische Zusammensetzung der Atmosphäre, basierend auf bekannten chemischen Häufigkeiten in Sternentstehungsgebieten, berechnen die Autoren, was mit dem Gasgemisch geschehen könnte, wenn ultraviolette Strahlung, Hitze, Entweichen in den Weltraum und andere Faktoren das Gas beeinflussen. Sie folgern, daß die Infrarot-Spektroskopie zwischen den beiden oben genannten Extremfällen in ziemlich eindeutiger Art und Weise unterscheiden kann und berechnen zudem, wie diese Ergebnisse sich auf die Beobachtungen auswirken sollten; sie schlagen ebenfalls einige mögliche Beobachtungsstrategien für die Zukunft vor. Die Ergebnisse sind eine große Hilfe, um Astronomen auf den erstaunlichen Tag vorzubereiten, an dem ein erdähnlicher Planet mit einer Atmosphäre entdeckt wird, die Leben fördern könnte.
