Vortragsreihe: Exoplaneten – Planeten ferner Sterne

Vortrag von Prof. Dr. Lena Noack (FU Berlin): Wie das Innere eines Planeten dessen Bewohnbarkeit beeinflusst

Exoplaneten (Planeten die andere Sterne umkreisen) sind mittlerweile in aller Munde - spätestens seit 2019 der Nobelpreis für Physik zur Hälfte an zwei Exoplanetenentdecker verliehen wurde – Michel Mayor und Didier Queloz, die vor über 20 Jahren in der Schweiz den ersten Exoplaneten um einen sonnenähnlichen Stern gefunden haben. Die ersten Exoplaneten waren heiße Gasriesen (unserem Planeten Jupiter nicht unähnlich), die sehr nah um ihren Stern kreisen. Seit etwas mehr als zehn Jahren aber werden mehr und mehr Gesteinsplaneten entdeckt – Planeten, die unserer Erde oder unseren Nachbarplaneten Mars und Venus gar nicht so unähnlich sind.

Über 5000 Exoplaneten haben wir bisher entdeckt, auch wenn dies nur einen Bruchteil aller tatsächlich existierenden Planeten alleine in der Milchstraße darstellt. Die Datenlage für jeden einzelnen Exoplaneten bleibt dabei aber bisher sehr gering, und wir müssen uns auf Modellberechnungen und alle verfügbaren Beobachtungsdaten stützen, um mehr über diese geheimnisvollen Orte zu erfahren. Für viele Planeten konnte die Masse und der Radius (und damit die mittlere Dichte) der Planeten bestimmt werden. Messungen des Spektrums eines Planeten, während er vor dem Stern seine Bahn zieht, können erste Abschätzungen bzgl. seiner Atmosphäre liefern. Die Zusammensetzung und Aktivität des Sterns selber können uns ebenfalls erste Ideen dazu liefern, welche Minerale und Metalle in welcher Häufigkeit in den Bausteinen der Planeten angesammelt gewesen sein könnten, und wie lange die Entstehung der Planeten her ist. Detaillierte Computersimulationen können daraus die Zusammensetzung der späteren Planeten abschätzen, und die möglichen Abläufe im Inneren und an der Oberfläche dieser Planeten abschätzen. Dies hilft uns zu verstehen, ob ein Exoplanet einem eher höllischen Planeten wie unserem Nachbarplaneten Venus ähneln sollte, oder ob eine Atmosphäre entstehen kann, die flüssiges Wasser an der Oberfläche (und damit vielleicht auch Leben) erlauben würde.

Die Kombination verschiedener Computersimulationen erlaubt es Exoplanetenforschern, die Vielfalt und Evolution der Tausenden von Exoplaneten, die bereits entdeckt wurden, besser zu verstehen, und am Ende vielleicht doch noch die Nadel im Heuhaufen zu finden – eine zweite Erde.