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Wissenschaft

Bizarre Welt

Planet aus Wasser und heißem Eis

Astronomen haben nachgewiesen, dass ein ferner Planet nahezu komplett aus Wasser besteht. Dieses gefriert unter seiner Oberfläche zu Eis - und zwar in exotischen Zuständen, die der Wissenschaft bisher bestenfalls aus Laboren bekannt sind.

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Mittwoch, 16.05.2007   06:07 Uhr

Der Stern GJ 436 ist eigentlich nichts Außergewöhnliches: Mit 30 Lichtjahren Entfernung liegt er in direkter kosmischer Nachbarschaft der Erde, und als Roter Zwerg ist er nicht gerade groß. Allerdings gehört er zu der sehr überschaubaren Schar von Sternen, die einen von bisher rund 200 bekannten Exoplaneten besitzen.

2004 haben Forscher nachgewiesen, dass der relativ kleine Planet in einer extrem engen Umlaufbahn den Stern GJ 436 umkreist. Er ist etwa 22-mal so schwer wie die Erde und im Durchschnitt vier Millionen Kilometer von seinem Stern entfernt - ganze drei Prozent der Entfernung zwischen Erde und Sonne. Das machte ihn zu einem Winzling unter den bisher entdeckten Exoplaneten, unter denen nach wie vor die Gasriesen vom Kaliber des Jupiter dominieren.

Jetzt ist es Wissenschaftlern erstmals gelungen, einen solchen Zwerg zu beobachten, während er direkt an seinem Stern vorbeizieht. Dabei hat er einen kleinen Teil des Sternenlichts abgeblockt - und aus dem Unterschied zwischen Vorher und Nachher konnten die Forscher um Michael Gillon von der Université de Liège in Belgien die Größe und Dichte des Planeten namens GJ 436 b berechnen.

"Es ist das erste Mal, dass so etwas mit einem Planeten dieser Größe gelungen ist", sagt Gillon im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. "Bisher sind nur 16 Transitplaneten bekannt, und bei allen handelt es sich um Gasriesen."

Ein Planet aus Wasser

Die bloße Premiere ist allerdings nicht das einzig Interessante an den Beobachtungen, die demnächst im Fachblatt "Astronomy & Astrophsyics" beschrieben werden sollen. Ebenso beeindruckend ist, was für eine Welt die Wissenschaftler da entdeckt haben. Die Messungen haben ergeben, dass GJ 436 b mit einem Durchmesser von 50.000 Kilometern nur etwa viermal so groß ist wie die Erde. "Aus der Masse und der Größe können wir auf seine mittlere Dichte schließen", sagt Gillon. "Und das zeigt uns, dass dieser Planet hauptsächlich aus Wasser und zu einem kleinen Teil aus Gestein bestehen muss."

Wer nun auf eine milde Welt mit lebensfreundlichen Ozeanen gehofft hat, sieht sich enttäuscht: Da der Planet seinen Stern extrem eng umkreist, herrschen auf seiner Oberfläche Temperaturen von rund 300 Grad Celsius, wie die Forscher berechnet haben. In der Atmosphäre dürfte Wasser deshalb nur als Dampf existieren.

Exotisches Eis unter Hochdruck

Ganz anders sieht es jedoch im Inneren der bizarren Welt aus: Da der Planet wesentlich schwerer ist als die Erde, ist auch die Schwerkraft deutlich höher. Das Wasser unter der Oberfläche nimmt deshalb exotische Zustände an, die Menschen bestenfalls aus Laboren kennen. "Wasser besitzt mehr als ein Dutzend feste Zustände", sagt Gillons Kollege Frédéric Pont. "Das uns bekannte Eis ist nur einer von ihnen."

Unter extrem hohem Druck verwandelt sich Wasser in Festkörper, die bei weitem dichter sind als Eis - so wie Kohlenstoff unter großem Druck zu Diamant wird. Physiker nennen Wasser in diesen exotischen Zuständen "Eis VII" und "Eis X". "Wenn die Ozeane auf der Erde viel tiefer wären", sagt Pont, "dann kämen solche exotischen Formen von Wasser auch auf unseren Meeresböden vor." Mit dem Unterschied, dass das seltsame Eis auf GJ 436 b obendrein auf mehrere hundert Grad Celsius erhitzt wird.

Die Wissenschaftler glauben, dass ihre Entdeckung wichtige Erkenntnisse für die Suche nach erdähnlichen Planeten bietet - wie die Tatsache, dass Eis-Giganten, die Uranus und Neptun ähneln, auch in knappen Entfernungen zu ihren Sternen vorkommen können. Zudem wurden die Messungen mit dem OFXB-Observatorium im schweizerischen St. Luc angestellt. "Damit haben wir bewiesen, dass die Transit-Beobachtung kleiner Planeten schon mit kleinen Teleskopen möglich ist", sagte Gillon.

"Für Lebensformen wäre das die Hölle"

Das dürfte erneut Rückenwind für die Planetenforschung bedeuten, die in letzter Zeit ohnehin erfolgsverwöhnt ist. Allein in den vergangenen Wochen haben Forscher erstmals die Entdeckung eines womöglich bewohnbaren Planeten und den Nachweis von Wasser in der Atmosphäre eines anderen gemeldet.

"Unsere Berechnungen könnten auch bedeuten, dass andere bereits bekannte Planeten mit ähnlicher Masse ebenfalls Wasser besitzen", meint Gillon. Da einige von ihnen kühler seien als GJ 436 b, könnte auf ihrer Oberfläche sogar flüssiges Wasser und damit Leben vorhanden sein.

Leben auf GJ 436 b dürfte dagegen ein Ding der Unmöglichkeit sein. "Das ist eine Kugel aus Eis und Wasser, umgeben von einer Atomsphäre aus heißem Dampf", sagte Gillon. "Für Lebensformen wäre das die Hölle."

Korrektur: Im obigen Text war zunächst davon die Rede, der Abstand von GJ 436 b zu seinem Zentralgestirn betrage drei Tausendstel des Abstandes zwischen Erde und Sonne. Korrekt ist jedoch, dass die Distanz von 4 Millionen Kilometern etwa drei Prozent des Abstandes zwischen Erde und Sonne (ca. 149 Mio. km) entspricht. Wir bitten, diesen Fehler zu entschuldigen.

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