Gibt es andere Planeten, deren Umgebungen unseren ähneln? Dank des Fortschritts der astronomischen Technologie wissen wir heute, dass Tausende von Planeten um ferne Sterne kreisen. Eine neue Studie zeigt, dass einige Exoplaneten im UniversumHeliumreichen Atmosphären. Der Grund für die ungleiche Größe der Planeten im Sonnensystem hängt mit derHeliumInhalt. Diese Entdeckung könnte unser Verständnis der Planetenentwicklung erweitern.

Rätsel um die Größenabweichung extrasolarer Planeten

Erst 1992 wurde der erste Exoplanet entdeckt. Der Grund, warum es so lange dauerte, Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu finden, liegt darin, dass sie vom Sternenlicht blockiert werden. Daher haben Astronomen eine clevere Methode entwickelt, um Exoplaneten zu finden. Sie überprüfen die Verdunkelung der Zeitlinie, bevor der Planet seinen Stern passiert. Auf diese Weise wissen wir nun, dass Planeten auch außerhalb unseres Sonnensystems häufig vorkommen. Mindestens die Hälfte aller sonnenähnlichen Sterne besitzt mindestens einen Planeten in der Größenordnung von Erde bis Neptun. Man nimmt an, dass diese Planeten eine Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium besitzen, die sich bei der Geburt aus dem Gas und Staub um die Sterne gebildet hat.

Seltsamerweise variiert die Größe der Exoplaneten zwischen den beiden Gruppen. Einer ist etwa 1,5-mal so groß wie die Erde, der andere mehr als doppelt so groß wie die Erde. Und aus irgendeinem Grund gibt es kaum etwas dazwischen. Diese Amplitudenabweichung wird als „Radiustal“ bezeichnet. Die Lösung dieses Rätsels soll uns helfen, die Entstehung und Entwicklung dieser Planeten zu verstehen.

Die Beziehung zwischenHeliumund die Größenabweichung extrasolarer Planeten

Eine Hypothese besagt, dass die Größenabweichung (das Tal) extrasolarer Planeten mit ihrer Atmosphäre zusammenhängt. Sterne sind extrem ungünstige Orte, an denen die Planeten ständig Röntgen- und Ultraviolettstrahlen ausgesetzt sind. Man geht davon aus, dass dadurch die Atmosphäre abgetragen wird und nur ein kleiner Gesteinskern übrig bleibt. Daher beschlossen Isaac Muskie, Doktorand an der University of Michigan, und Leslie Rogers, Astrophysiker an der University of Chicago, das Phänomen der planetaren Atmosphärenabtragung, die sogenannte „atmosphärische Dissipation“, zu untersuchen.

Um die Auswirkungen von Hitze und Strahlung auf die Erdatmosphäre zu verstehen, erstellten sie mithilfe von Planetendaten und physikalischen Gesetzen ein Modell und führten 70.000 Simulationen durch. Sie fanden heraus, dass Milliarden von Jahren nach der Entstehung der Planeten Wasserstoff mit geringerer Atommasse verschwinden würde, bevorHeliumMehr als 40 % der Masse der Erdatmosphäre könnten ausHelium.

Das Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Planeten ist ein Schlüssel zur Entdeckung außerirdischen Lebens

Um die Auswirkungen von Hitze und Strahlung auf die Erdatmosphäre zu verstehen, erstellten sie mithilfe von Planetendaten und physikalischen Gesetzen ein Modell und führten 70.000 Simulationen durch. Sie fanden heraus, dass Milliarden von Jahren nach der Entstehung der Planeten Wasserstoff mit geringerer Atommasse verschwinden würde, bevorHeliumMehr als 40 % der Masse der Erdatmosphäre könnten ausHelium.

Auf der anderen Seite gibt es Planeten, die noch Wasserstoff enthalten undHeliumhaben expandierende Atmosphären. Wenn diese Atmosphäre noch existiert, vermutet man daher eine große Gruppe von Planeten. Alle diese Planeten können heiß sein, intensiver Strahlung ausgesetzt sein und eine Hochdruckatmosphäre besitzen. Daher erscheint die Entdeckung von Leben unwahrscheinlich. Doch das Verständnis des Prozesses der Planetenentstehung wird es uns ermöglichen, genauer vorherzusagen, welche Planeten existieren und wie sie aussehen. Es kann auch für die Suche nach Exoplaneten genutzt werden, die Leben hervorbringen.