Astronomen haben einen erdgroßen Exoplaneten Sonnensystems entdeckt, die möglicherweise mit Vulkanen übersät ist. Der Planet mit der Bezeichnung LP 791-18 d könnte so oft vulkanische Ausbrüche erleben wie der Jupitermond Io, der vulkanisch aktivste Körper in unserem Sonnensystem.
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Die Meldung der NASA (hier und hier) stammt von Mitte Mai 2023 und gibt eine Entdeckung bekannt, die Astronomen mit Daten der Weltraumteleskope Spitzer und TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) sowie vieler Teleskope auf der Erde gemacht haben.
Ein Artikel über den Planeten – unter der Leitung von Merrin Peterson, einem Absolventen des Trottier-Instituts für die Erforschung von Exoplaneten (iREx) an der Universität von Montreal – erschient in der Fachzeitschrift Nature.
Credits: NASA's Goddard Space Flight Center/Chris Smith (KRBwyle)
LP 791-18 d, in obigem Bild in einer künstlerischen Darstellung, ist eine erdgroße Welt, die in etwa 90 Lichtjahren Entfernung einen kleinen roten Zwergstern im südlichen Sternbild Krater umkreist. Die Schwerkraft eines massiveren Planeten in diesem System, der als blauer Punkt im Hintergrund zu sehen ist, kann zu innerer Aufheizung und Vulkanausbrüchen führen – ähnlich wie beim Jupitermond Io, dem geologisch aktivsten Körper im Sonnensystem.
Die Astronomen wussten bereits vor dieser Entdeckung von zwei weiteren Planeten, LP 791-18 b und c. in diesem System. Der innere Planet b ist etwa 20 % größer als die Erde. Der äußere Planet c ist etwa 2,5 Mal so groß wie die Erde und mehr als sieben Mal so schwer wie diese.
Bei jeder Umkreisung kommen sich die Planeten d und c sehr nahe. Jeder nahe Vorbeiflug des massereicheren Planeten c erzeugt eine Anziehungskraft auf den Planeten d, so dass dessen Umlaufbahn etwas elliptisch wird. Auf dieser elliptischen Bahn wird der Planet d bei jedem Umlauf um den Stern leicht verformt. Diese Verformungen können genügend innere Reibung erzeugen, um das Innere des Planeten stark aufzuheizen und vulkanische Aktivitäten an seiner Oberfläche auszulösen. Jupiter und einige seiner Monde wirken sich in ähnlicher Weise auf Io aus.
Der Planet d befindet sich am inneren Rand der bewohnbaren Zone, dem traditionellen Entfernungsbereich von einem Stern, in dem Wissenschaftler vermuten, dass auf der Oberfläche eines Planeten flüssiges Wasser existieren könnte. Wenn der Planet so geologisch aktiv ist, wie das Forscherteam vermutet, könnte er eine Atmosphäre haben. Der Planet kreist in gebundener Rotation ums einen Stern, d.h. eine Seite zeigt immer zur roten Zwergsonne. Die Temperaturen auf der Nachtseite des Planeten könnten so weit abfallen, dass Wasser auf der Oberfläche kondensiert.
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"LP 791-18 d ist rotationsgebunden, das heißt, die gleiche Seite ist immer dem Stern zugewandt", sagt Björn Benneke, Mitautor und Astronomieprofessor am iREx, der die Studie geplant und geleitet hat. "Die Tagseite wäre wahrscheinlich zu heiß, als dass flüssiges Wasser auf der Oberfläche existieren könnte. Aber die Menge an vulkanischer Aktivität, die wir überall auf dem Planeten vermuten, könnte eine Atmosphäre aufrechterhalten, die es ermöglichen könnte, dass Wasser auf der Nachtseite kondensiert."
"Eine große Frage in der Astrobiologie, dem Gebiet, das sich mit der Entstehung von Leben auf der Erde und darüber hinaus befasst, ist, ob tektonische oder vulkanische Aktivitäten für Leben notwendig sind", sagte Mitautorin Jessie Christiansen, Wissenschaftlerin am Exoplanet Science Institute der NASA am California Institute of Technology in Pasadena. "Diese Prozesse könnten nicht nur für eine Atmosphäre sorgen, sondern auch Materialien aufwirbeln, die andernfalls nach unten sinken und in der Kruste gefangen bleiben würden, darunter auch solche, von denen wir glauben, dass sie für das Leben wichtig sind, wie Kohlenstoff."
Die Beobachtungen des Systems durch Spitzer gehörten zu den letzten, die der Satellit vor seiner Außerbetriebnahme im Januar 2020 machte. "Es ist unglaublich zu lesen, dass die Entdeckungen und Veröffentlichungen noch Jahre nach dem Ende der Spitzer-Mission fortgesetzt werden", sagte Joseph Hunt, Spitzer-Projektleiter am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. "Das zeigt wirklich den Erfolg unserer erstklassigen Ingenieure und Wissenschaftler. Gemeinsam haben sie nicht nur eine Raumsonde gebaut, sondern auch einen Datensatz, der für die Astrophysik-Gemeinschaft weiterhin von großem Wert ist."
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