Exoplanet könnte Atmosphäre aus verdampfter Lava haben

Ein erst kürzlich gefundener Exoplanet könnte laut NASA Licht auf eines der eigenartigsten Geheimnisse der Astronomie werfen. Viele Exoplaneten sind ähnlich groß oder sogar etwas kleiner als die Erde. Größere Exo-Planeten finden sich deutlich weiter von ihren Sonnen entfernt. Planeten, die zwischen 1,5 und 2 Mal größer sind als die Erde, sind hingegen sehr selten.

Warum das so ist, ist immer noch ein Rätsel. Kleine Exo-Planeten zeichnet aus, dass sie ihren Mutterstern relativ nahe umkreisen und kaum Atmosphäre haben. Ohne der schützenden Atmosphäre könnte die Sonneneinstrahlung die oberen Schichten der Gesteinsplaneten mit der Zeit immer weiter abgetragen haben, schätzen Forscher*innen.

10 Mal mehr Masse bei doppelter Größe

Bei dem 200 Lichtjahre entfernten TOI-1075b handelt es sich um ein solches Exemplar. Er verfügt jedoch über einen 1,8-fachen Erdradius und besitzt etwa 10 Mal mehr Masse als unser Heimatplanet. Das schließt ihn als Gasplanet aus, höchstwahrscheinlich besteht er aus Stein, wie etwa Merkur, Mars oder Venus.

TOI-1075b wurde von NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) entdeckt, der gezielt nach Exoplaneten sucht. Dabei misst der Satellit die Helligkeit entfernter Sterne. Fällt diese nur minimal ab, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass sich ein Planet zwischen dem Stern und dem Satelliten geschoben hat. Durch diese minimale “Sternenfinsternis” lässt sich die Größe der Trabanten errechnen.

So wurde TOI-1075b entdeckt, der seinen Stern - TOI-1075 - alle 14,5 Stunden umkreist. Auch das Gewicht des Planeten lässt sich durch die Strahlung des Sterns bestimmen. Denn obwohl der Stern für den Großteil der Gravitation im Sternen-Planeten-System verantwortlich ist, wirkt sich auch die Masse des Planeten auf den Stern aus. Das manifestiert sich in einem ganz leichten Wackeln des Sterns, das sich auch auf die Lichtintensität auswirkt.

Atmosphäre aus Metall-Silikat-Dampf möglich

Durch Masse und Größe kann man nun einfach die Dichte ausrechnen. Diese liegt bei TOI-1075b bei 9,3 Gramm pro Kubikzentimeter - fast doppelt so hoch wie die Dichte der Erde. Die Frage ist nun, wie er so nah an seiner Sonne so groß bleiben konnte. Laut den Forscher*innen ist die Existenz einer Atmosphäre unwahrscheinlich - es wäre allerdings möglich, dass Metall-Silikat-Dampf das Gestein vor der Sonne schützt. 

TOI-1075b könnte durch die Nähe an seinen Stern nämlich so heiß sein (1.050 Grad Celsius), dass seine Oberfläche komplett aus Lava besteht. Dieses Lavameer könnte eine Atmosphäre aus verdampftem Gestein bilden, das den Planeten vor der Abtragung schützt, sagen die Forscher*innen gegenüber Sciencealert.

James Webb soll Atmosphäre ermitteln

Zum Glück gibt es das James-Webb-Space-Teleskop, das leistungsfähig genug ist, um solche Fragen zu beantworten. Eine Untersuchung des Planeten mit dem Weltraumteleskop könnte zeigen, welche Atmosphäre TOI-1075b besitzt. Und dadurch könnten bisher unbekannte Besonderheiten der Planetenentstehung und -entwicklung aufgedeckt werden.