Diese Planeten bestehen zur Gänze aus Edelsteinen

Ein internationales Astronomen-Team unter Beteiligung der Universität Zürich hat eine neue Planeten-Gattung beschrieben, die komplett aus Edelsteinen besteht.

Bei dieser Nachricht kommt man fast nicht umhin, "Funkel, funkel, kleiner Stern" anzustimmen. Denn diese jüngste Entdeckung von Forschern der Universitäten Zürich und Cambridge klingt beinahe zu fantastisch, um wahr zu sein: 21 Lichtjahre von uns entfernt, im Sternbild Kassiopeia, wollen sie einen Planeten gefunden haben, der aus Rubinen und Saphiren besteht.

HD219134 b lautet der wenig einprägsamer Name des Exoplaneten. Er hat in etwa die fünffache Masse unserer Erde – er gehört damit zu den sogenannten Supererden – und kreist in geringem Abstand um seinen Mutterstern. Ein Jahr dauert auf ihm nur drei Tage.

Im Gegensatz zur Erde hat er wahrscheinlich keinen massiven Kern aus Eisen, sondern ist reich an Kalzium und Aluminium. "Vielleicht schimmert er violett-rötlich wie Rubine und Saphire, denn das sind Aluminiumoxide, die auf diesem Planeten häufig vorkommen", sagt Caroline Dorn, Astrophysikerin am Institut für Computergestützte Wissenschaften (ICW) der Universität Zürich.

Das macht HD219134 b zu einem von drei Kandidaten, die wahrscheinlich einer neuen, exotischen Klasse von Exoplaneten angehören, die aus Edelsteinen bestehen könnten, wie Dorn und ihre Kollegen jetzt in der britischen Fachzeitschrift "MNRAS" berichten.

So bilden sich die Edelsteinplaneten

Man weiß, dass Sterne wie die Sonne bei ihrer Geburt von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben waren, in der sich die Planeten formten. Gesteinsplaneten wie die Erde bildeten sich aus den festen Brocken, die übrig blieben, als sich die protoplanetare Gasscheibe auflöste.

"Normalerweise entstehen diese Bausteine in Regionen, wo gesteinsformende Elemente wie Eisen, Magnesium, Silizium auskondensiert sind", erklärt Dorn. Die daraus gebildeten Planeten zeigen eine erdähnliche Zusammensetzung mit einem Eisenkern. Die meisten der bisher bekannten Supererden sind in solchen Regionen entstanden.

Doch es gibt auch Bereiche nahe am Stern, wo es viel heißer ist. "Dort befinden sich manche Elemente noch in der Gasphase und die Planetenbausteine haben eine völlig andere Zusammensetzung", sagt die Astrophysikerin. In ihren Modellen berechnete die Forschungsgruppe, wie ein Planet aussieht, der in einer solchen, heißen Region entstanden ist.

Ohne Eisen kein Magnetfeld

Das Resultat: Kalzium und Aluminium werden neben Magnesium und Silizium zu Hauptbestandteilen, Eisen gibt es kaum. "Deshalb können solche Planeten beispielsweise kein Magnetfeld wie die Erde haben", sagt Dorn. Und weil die innere Struktur so anders ist, werden sich auch ihr Abkühlverhalten und die Atmosphären von denjenigen der normalen Supererden unterscheiden. Die Forschenden sprechen deshalb von einer neuen, exotischen Klasse von Supererden.

Spannend sei, dass diese Objekte völlig anders als die Mehrheit der erdähnlichen Planeten seien, sagt Dorn, "falls es sie tatsächlich gibt". Die Wahrscheinlichkeit ist groß, wie die Astrophysiker in ihrer Arbeit ausführen. "Wir haben in unseren Berechnungen gefunden, dass diese Planeten 10 bis 20 Prozent geringere Dichten aufweisen als die Erde", erklärt die federführende Autorin. Die Dichte ist für die Forscher der Clou für die Zusammensetzung der Planeten.

Oberflächentemperatur von bis zu 3.000 Grad

Eine mögliche Atmosphäre konnte als Faktor ausgeschlossen werden: Die beiden anderen untersuchten Exoplaneten, 55 Cancri e und WASP-47 e, umkreisen ihren Stern so nahe, dass ihre Oberflächentemperatur fast 3.000 Grad beträgt und sie diese Gashülle schon längst verloren hätten.

"Auf HD219134 b ist es weniger heiß und die Situation etwas komplizierter", erklärt Dorn. Auf den ersten Blick ließe sich die geringere Dichte beispielsweise auch durch tiefe Ozeane erklären, wäre da nicht ein zweiter Planet, der den Stern etwas weiter draußen umkreist. Ein Vergleich der beiden Objekte ergab, dass der innere Planet nicht mehr Wasser oder Gas enthalten kann. Unklar ist noch, ob Ozeane aus Magma zur geringeren Dichte beitragen können.

Aus Diamant-Planet wird Saphir-Planet"

"Damit haben wir drei Kandidaten gefunden, von denen wir annehmen können, dass sie zur neuen Klasse von Supererden mit dieser exotischen Zusammensetzung gehören", fasst die Astrophysikerin zusammen. Die Forschenden korrigieren damit auch ein früheres Bild der Supererde 55 Cancri e. Diese hatte 2012 Schlagzeilen gemacht als "Diamant am Himmel".

Forscher hatten angenommen, dass der Planet zu einem großen Teil aus Kohlenstoff besteht, mussten diese Theorie aber aufgrund nachfolgender Beobachtungen aufgeben. "Wir machen den vermeintlichen Diamant-Planeten nun zum Saphir-Planeten", lacht Dorn.

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