Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Ein maßstabgetreues Diagramm des inneren Aufbaus eines Wasserplaneten. Das Modell gilt für einen Planeten mit 5 Erdmassen und 50% Wasser. Die Eisschichten bestehen aus verschiedenen Typen von Wassereis. Fu et al., 2010
Von den zurzeit fast 420 bekannten extrasolaren Planeten befindet sich ein Dutzend in der neu benannten Familie der „Supererden“, Planten, die zwischen 2 und 15 Erdmassen aufweisen. Bis jetzt ist es nicht möglich gewesen, den inneren Aufbau dieser Objekte direkt zu erforschen, aber Forscher erwarten, daß sie zu einer von drei Typen gehören: von Gas beherrscht (wie Neptun), gesteinsartig (wie Merkur) oder reich an Wasser (trifft besonders für die Erde zu). Astronomen hoffen, daß neu entwickelte Satelliten, die extrasolare Planeten entdecken und charakterisieren sollen, bald in der Lage sein werden, Hinweise auf deren inneren Aufbau zu liefern, speziell von denjenigen Supererden, deren Atmosphären untersucht werden können, da ihre Umlaufbahnen von der Erde aus gesehen diese direkt vor und hinter ihren Stern führen. Um für die Ergebnisse vorbereitet zu sein, haben Wissenschaftler begonnen, das Innere von Planeten zu modellieren.
Dimitar Sasselov, Roger Fu und Richard J. O’Connell haben mit der wegweisenden Arbeit der Modellierung des Inneren von Supererden begonnen. Sie beschäftigen sich vor allem mit der an Wasser reichen Klasse von Objekten. Sie definieren einen „Wasserplaneten“ als jede Supererde, deren Masse zu mehr als 10% aus Wasser besteht, deren Kern aus Silikaten oder Metallen aufgebaut ist und deren Oberflächenschicht es an bedeutsamen Gasmengen fehlt. Sie bildeten neun mögliche Wasserplaneten mit einer Reihe von Massen sowie Wasseranteilen (bis zu 50%) nach und untersuchten die oberflächennahen Schichten auf eis- oder ozeanähnliche Eigenschaften.
Die Astronomen leiten ab, daß das Innere von Wasserplaneten ziemlich gut abgegrenzte Zonen besitzt, mit typischen Dichten und anderen Eigenschaften, die von der Masse des Planeten, der stellaren Erwärmung und weiteren Rahmenbedingungen abhängen. Ein Wasserplanet, der zum Beispiel aus 50% Wasser besteht, würde mehrere tausend Kilometer dicke, einzelne Schichten aufweisen, jede aus einer anderen Wassereisphase, ferner eine dünne äußere Kruste, die jedoch aus anderen Eisphasen besteht und einem flüssigen Ozean zwischen einzelnen Krustenschichten. Die Resultate helfen auch dabei, einen Zeitraum für die Entwicklung der Strukturen festzulegen, welche sich eindeutig über Zeitspannen von Hunderttausend bis Hundert Millionen Jahren entwickeln. Die Arbeit liefert eine realistische neue Grundlage für die Interpretation zukünftiger Beobachtungen von Wasserplaneten.
