Ein neu entdeckter Exoplanet weist eine Besonderheit auf, die bisher noch nie beobachtet wurde: Er ist vollständig geschmolzen. Diese Entdeckung könnte die Existenz einer neuen Familie von Planeten offenbaren.
Dieser Exoplanet mit der Bezeichnung L 98-59 d umkreist einen Roten Zwergstern, der 35 Lichtjahre von uns entfernt ist. Daten des James-Webb-Weltraumteleskops ermöglichten die Messung seiner Größe und seiner Atmosphäre. Die Forscher waren über die geringe Dichte dieses Körpers sowie über das bedeutende Vorkommen von Schwefelwasserstoff in seiner Gashülle überrascht.
Künstlerische Darstellung des Exoplaneten L 98-59 d.
Bildnachweis: Mark A. Garlick / markgarlick.com
Um diese Eigenschaften zu verstehen, griff ein internationales Team auf Computersimulationen zurück. Diese deuten darauf hin, dass der Planet wahrscheinlich fast vollständig aus flüssigem Silikat besteht. Es handelt sich also um einen Magmaozean, der sich über Tausende von Kilometern Tiefe erstreckt. Diese riesige Reservoire kann über Milliarden von Jahren Schwefel speichern.
Dieser innere Ozean interagiert ständig mit der Atmosphäre. Er gibt Gase wie Schwefelwasserstoff frei und absorbiert sie wieder, was dazu beiträgt, eine dicke Hülle aufrechtzuerhalten. Diese Wechselbeziehung erklärt die von den Instrumenten erfasste besondere chemische Zusammensetzung. Die Ultraviolettstrahlung des Muttersterns löst auch in den oberen Schichten Reaktionen aus, bei denen andere Schwefelverbindungen entstehen.
Der Hauptautor der Studie, zitiert in
Nature Astronomy, gibt an, dass diese geschmolzene Welt mit großer Sicherheit kein Leben beherbergen kann. Dennoch zeugt sie von der großen Vielfalt der Umgebungen, die jenseits unserer stellaren Nachbarschaft existieren.
Die Modelle deuten darauf hin, dass L 98-59 d früher einem größeren Sub-Neptun geähnelt haben könnte, bevor er abkühlte und einen Teil seiner Atmosphäre verlor. Die Untersuchung solcher Magmaozeane auf fernen Welten liefert Hinweise auf die frühen Phasen der Geschichte von Gesteinsplaneten, einschließlich der Erde.
Die Rolle von Magmaozeanen in der Planetenentwicklung
Magmaozeane stellen einen gemeinsamen Zustand bei der Entstehung von Gesteinsplaneten dar. Kurz nach ihrer Bildung sind diese Welten oft vollständig geschmolzen, was es den Materialien ermöglicht, sich zu vermischen und nach ihrer Dichte zu trennen. Dieser als Differentiation bezeichnete Prozess führt zur Bildung eines distincten Kerns, eines Mantels und einer Kruste.
Auf der Erde hielt dieser urzeitliche Ozean Millionen von Jahren an, bevor er erstarrte. Die im Magma eingeschlossenen Gase wurden später freigesetzt und trugen zur Bildung der ursprünglichen Atmosphäre bei. Auf anderen Planeten können die Bedingungen es ermöglichen, dass dieser Ozean viel länger flüssig bleibt. Ein hoher Druck, eine bedeutende innere Hitze oder die Nähe zum Stern können den Mantel in geschmolzenem Zustand halten.
Dieser innere flüssige Zustand hat schwerwiegende Folgen. Er ermöglicht einen kontinuierlichen Austausch von Materialien zwischen den Tiefen und der Oberfläche. Als flüchtig bezeichnete Elemente wie Wasser oder Schwefel können im Magma gespeichert und mit der Zeit in die Atmosphäre abgegeben werden.
Durch den Vergleich verschiedener Welten können Wissenschaftler rekonstruieren, wie Faktoren wie Größe oder Entfernung zum Stern die Lebensdauer des Magmas beeinflussen. Dies hilft zu verstehen, warum einige Planeten der Erde ähnlich werden und andere, wie L 98-59 d, einen so unterschiedlichen Weg einschlagen.
Quelle: Nature Astronomy