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Sind manche Super-Erden kleiner als sie scheinen?
Wien (öaw) - In einer Studie, die soeben in den Monthly Notices Letters of the Royal Astronomical Society
erschienen ist, berichten Forscher des Grazer Instituts für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen
Akademie der Wissenschaften darüber, dass manche heiße und leichte Exoplaneten von einer Wolken- und
Dunstschicht umgeben sind, die sie größer erscheinen lässt, als sie in Wahrheit sind.
Helmut Lammer und sein Team studierten die hohen Atmosphären und das Radius-Masseverhältnis der beiden
Neptun-großen Exoplaneten CoRoT-24b und CoRoT-24c, die 2014 vom Weltraumteleskop CoRoT entdeckt wurden. Beide
Planeten haben einen ähnlichen Transitradius von ca. 4-5 Erdradien, aber extrem unterschiedliche Massen von
weniger als 6 Erdmassen (CoRoT-24b) und rund 28 Erdmassen (CoRoT-24c). Diese Diskrepanz spiegelt sich in der geringen
planetaren Dichte von CoRoT-24b wider.
In ihren Modellrechnungen sind die Forscher von der allgemeinen Annahme ausgegangen, dass wolkenlose Wasserstoffgashüllen
das Sternenlicht bei den Transitradien ausblenden. „Dafür benötigen Planeten einen Gasdruck von ca. 0,1
bar“, erläutert Lammer, „und der leichtere Planet CoRoT-24b wäre extrem hohen Atmosphärenfluchtraten
ausgesetzt und hätte seine Gashülle nach weniger als 100 Millionen Jahren verloren.“ Da der Planet aber
auf Grund des beobachteten großen Radius und des hohen Alters seines Sterns seine Wasserstoffgashülle
behalten hat, muss der Atmosphärendruck am Transitradius sehr viel geringer sein. „Das Sternenlicht wird sehr
wahrscheinlich durch vorhandene Wolken oder Dunst in einer hydrodynamisch aufgeheizten und ausgedehnten hohen Atmosphäre
ausgelöscht“, so der Erstautor der Studie weiter. Somit wurde erstmals entdeckt, dass der „wahre“ Planetenradius
von CoRoT-24b ca. 50% kleiner ist als der beobachtete Transitradius. Für den schwereren, kompakteren Neptun-ähnlichen
Planeten CoRoT-24c hingegen passen der beobachtete Transitradius und der wahre Planetenradius überein.
„Unsere Ergebnisse sind von großer Bedeutung für die Exoplanetenforschung“, betont Co-Autor Luca Fossati.
So hat z.B. Kepler viele Planeten mit übergroßen Transitradien entdeckt, die der aktuellen Studie zufolge
sehr wahrscheinlich von den wahren Radien abweichen. „Aber auch zukünftige Missionen wie CHEOPS werden von
dieser Erkenntnis profitieren.“
Unterstützt wurde die Studie durch ein Projekt der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft
FFG.
Die jüngsten Erfolge feierte sein Institut mit der NASA-Mission MMS, die erstmals mit den vier Satelliten
wie mit einem Mikroskop in das Entstehungsgebiet der so genannten magnetischen Rekonnexion schauen konnte und damit
den Auslöser für einen der hochexplosivsten Prozesse im Universum entdeckte.
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