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Gigantische Ozeane: Mehr Wasserplaneten im Weltall als gedacht

Die Wasserplaneten können bis zur Hälfte aus gigantischen Ozeanen bestehen. (Symbolfoto)
Die Wasserplaneten können bis zur Hälfte aus gigantischen Ozeanen bestehen. (Symbolfoto)
Foto: imago images / ZUMA Press
Bislang gingen Astronomen nicht davon aus, dass es viele wasserreiche Planeten gibt. Doch scheinen mehr Exoplaneten im Weltall zu bestehen, als zuvor angenommen.

Wasser ist wichtig für uns. Es ist die Grundlage fürs Überleben. In unserem Sonnensystem ist flüssiges Wasser, wie wir es kennen, aber nur auf der Erde vertreten. Das dachte man zumindest bislang. Doch wie Wissenschaftler nun vermuten, scheint es doch mehr Wasserplaneten als Gesteinsplaneten dort draußen zu geben.

Wasserplaneten sind keine Seltenheit

Astronomen können bei den meisten Exoplaneten, damit sind Wasserplaneten mit zwei- bis vierfachen Erdradius gemeint, nur spekulieren. Doch sie gehen davon aus, dass diese zu 25 bis 50 Prozent aus Wasser bestehen. Es soll aber auch neptungroße Welten geben, die komplett von einem Ozean bedeckt sind, beispielsweise der Wasserdampf-Planet GJ1214b.

Seither ging man nur davon aus, dass es subglaziale Ozeane gebe, die vor allem auf Monden wiederzufinden sind, wie dem Jupitermond Europa oder dem Saturnmond Enceladus.

Wie häufig kommen Wasserplaneten vor?

In unserem Sonnensystem sind Wasserplaneten eher eine Seltenheit. Dort dominieren vor allem Gesteinsplaneten über Gasriesen wie Jupiter oder Saturn und Eisreisen wie Neptun und Uranus. In anderen System stoßen Astronomen dafür immer wieder auf eine Planetensorte, die bei uns nicht wiederzufinden ist: Planeten mit dem zwei- bis vierfachem Radius der Erde. Sie werden Exoplaneten genannt.

Es ist besonders auffällig, dass ihre Dichte geringer ist als bei Gesteinsplaneten, und trotzdem ist sie höher als bei reinen Gasriesen. Experten waren sich bisher nicht einig, wie die Beschaffenheit dieser Planeten aussehen könnte.

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Problem: Die Position der Exoplaneten

Diese Exoplaneten kreisen relativ nah um ihre Sterne und befinden sich daher innerhalb der Schneegrenze. Diese Grenze markiert die Zone, ab der die Temperaturen Wassereis oder Schnee zulassen. Nur außerhalb dieser Grenze kann ein Planet aus Eis beziehungsweise Wasser bestehen. Die meisten Sub-Neptune erfüllen dies nicht. Das nahmen die Forscher seither zumindest an.

Und damit haben sie sich wohl getäuscht. Zi Zeng von der Harvard University und sein Forscherteam konnten herausfinden, dass sich viele dieser Exoplaneten nicht dort gebildet haben, wo sie heute kreisen. Sie sind weiter entfernt entstanden und immer weiter nach innen gewandert.

Wie viele Wasserplaneten existieren?

Um herauszufinden, wie viele Wasserplaneten es tatsächlich gibt, verwenden die Wissenschaftler Parameter wie Masse, Radius, Temperatur und Bestandteile verschiedener Exoplanetenklassen.

"Planeten mit dem zwei- bis vierfachen Radius der Erde und etwa der zehnfachen Masse sind wahrscheinlich Wasserwelten", erklärt Zeng in seiner Veröffentlichung im PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences). Sie entstanden in der eisigen Zone ihrer Systeme. Nachdem sie nach innen gewandert waren, schmolz das Eis zu flüssigem Wasser.

"Rund 35 Prozent aller bekannten Exoplaneten, die größer sind als die Erde, könnten wasserreich sein", sagt Zeng. Dass es so viele Wasserwelten gibt, ist für die Forscher eine große Überraschung. Das heißt, dass diese Wasserplaneten in der Milchstraße sogar häufiger vorkommen als erdähnliche Gesteinsplaneten. "Vielleicht hat sogar jeder sonnenähnliche Stern einen oder mehrere solcher Wasserplaneten", so Zeng.

Gigantische Ozeane auf Wasserplaneten

Bei den Wassermassen handele es sich um gigantische Ozeane. Größer und tiefer als die irdischen Meere. 25 bis 50 Prozent der Masse würde das Wasser der Exoplaneten ausmachen. Nur zum Vergleich: Auf unserer Erde bedecken die Meere zwar drei Viertel der Erdoberfläche. Trotzdem machen sie nur 0,025 Prozent der Masse des Planeten aus.

Die Ozeane der Exoplaneten sollen daher Hunderte bis Tausende Kilometer tief sein. Das sei eine Tiefe, die fast bis zum Planetenkern reichen könnte. Das könnte drastische Folgen haben. In ihrer Tiefe könnte der Druck so stark werden, dass das Wasser in exotische Eisformen übergehen würde. "Diese Eisformen sind fast wie das Silikatgestein im tiefen Erdmantel – heiß und hart", beschreibt Zeng diesen Prozess. Im Labor konnten Wissenschaftler solche Hochdruck-Eise schon erzeugen.

Bestätigt sich die Vermutung der Forscher?

Inwiefern die Spekulationen der Astronomen sich bewahrheiten, könnte man durch ein neues Weltraumteleskop wie das TESS oder das James-Webb-Teleskop der NASA herausfinden. Sie können die Zusammensetzung von Exoplaneten-Atmosphären erkennen.

"Es ist eine faszinierende Vorstellung, dass all diese rätselhaften, mittelgroßen Exoplaneten Wasserwelten mit gigantischen Mengen von Wasser sein könnten", bestätigt Sara Seager vom Massachusetts Institute of Technology (MIT). "Wir hoffen, dass künftige Beobachtungen die neuen Ergebnisse bestätigen oder aber widerlegen können."

Wasserplaneten sind nicht das Einzigartigste am Weltall: Diese 5 seltsamen Dinge gehen dort außerdem vor. Auch auf dem Mars soll es Wasser gegeben haben. Zumindest gab es dort in der späten Feuchtzeit gigantische Flüsse. Der rote Planet verliert außerdem immer mehr Wasser.

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