Die Meldung findet man derzeit in allen Medien: Wissenschaftler haben einen Diamant-Planeten entdeckt! Das klingt natürlich enorm faszinierend und ziemlich fantastisch. Und es stimmt auch nicht so ganz. Zumindest ist alles ein wenig anders, als man es sich bei so einer Schlagzeile vielleicht vorstellt…
Das fängt schon damit an, dass der Planet um den es geht – er heißt 55 Cancri e – schon im Jahr 2004 entdeckt worden ist. Es handelt sich bei um eine sogenannte “Supererde”. So nennt man Planeten, die ein wenig schwerer und größer als die Erde sind, aber nicht so riesig wie die großen Gasplaneten. Im Gegensatz zu ihnen hat eine Supererde auch – vermutlich – eine feste Oberfläche. Solche Planeten kennen wir nicht in unserem Sonnensystem. Von den vier felsigen, erdähnlichen Planeten die wir haben – Merkur, Venus, Erde und Mars – ist die Erde am größten. Und danach kommen schon die Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Deswegen wollen die Wissenschaftler natürlich verstehen, was diese Supererden sind, wie sie entstehen und wie ihre innere Struktur aussieht. Das ist aber leider schwierig. Man kann die Exoplaneten nicht direkt beobachten. Und meistens kennt man nicht mal ihre Masse ausreichend genau.
Vergleich von Erde und 55 Cancri e (Bild: NASA)
Bei der Methode mit der 55 Cancri e entdeckt wurde – der Radialgeschwindigkeitsmethode – kann man die Masse des entdeckten Planeten nur innerhalb sehr großer Fehlergrenzen bestimmen. Erst nachdem der Planet im Jahr 2011 auch mit einer zweiten Methode – der Transitmethode – beobachtet wurde, war es möglich, nicht nur seine Größe sondern auch seine Masse sehr genau zu bestimmen. 55 Cancri e ist doppelt so groß wie unsere Erde und ein bisschen mehr als achtmal so schwer. Aus Masse und Größe folgt natürlich sofort die mittlere Dichte des Planeten. Sie liegt bei ungefähr 6 Gramm pro Kubikzentimeter und ist damit größer als die der Erde. Auf 55 Cancri e ist es auch viel heißer als bei uns. Die Temperatur beträgt ungefähr 1800 Grad, denn der Planet ist seinem Stern enorm nahe. Er befindet sich 65 mal näher an seinem Stern als die Erde an der Sonne! Und braucht für eine Umkreisung nur 18 Stunden!
55 Cancri e ist also ein sehr seltsames Objekt. Und dank der aktuellen Untersuchungen von Nikku Madhusudhan und seinen Kollegen ist er noch ein Stück seltsamer geworden. In ihrer Arbeit mit dem Titel “A Possible Carbon-rich Interior in Super-Earth 55 Cancri e” haben sie verschiedenen theoretische Modelle getestet, die den inneren Aufbau des Planeten erklären könnten. Aus welchen Elementen kann der Planet bestehen, wenn er so groß und schwer ist, wie man es beobachtet? Diese Grafik aus ihrer Arbeit gibt einen ersten Überblick:
Das Diagramm zeigt auf der x-Achse die Masse in Einheiten der Erdmasse und auf der y-Achse den Radius in Einheiten des Erdradius. Eingezeichnet sind verschiedene extrasolare Planeten. 55 Cancri e ist ebenfalls eingezeichnet. Sogar zweimal, denn es gibt auch Messungen die im infraroten Wellenlängenbereich gemacht wurde und einen leicht größeren Radius geliefert haben (innerhalb der Fehlergrenzen stimmen beide Werte aber überein). Die bunten Linien zeigen an, wo Planeten liegen würden, wenn sie komplett aus einem bestimmten Material bestehen würde. Ein Himmelskörper aus reinem Eisen müsste also irgendwo entlang der roten Linie liegen. Ein Planet der nur aus Kohlenstoff besteht, müsste sich entlang der grauen Linie (die zweite von oben) finden. Natürlich wäre es absurd davon auszugehen, ein Planet würde komplett aus Eisen oder komplett aus Kohlenstoff bestehen. Planeten entstehen aus einer großen Scheibe aus Gas und Staub die einen Stern umgibt und in der sich alle möglichen chemischen Elemente befinden. Vermischt, und nicht schön getrennt nach Kohlenstoff, Eisen, und so weiter. Also sind auch die Planeten, die daraus entstehen, Mischungen. Die Erde zum Beispiel besteht zu 32 Prozent aus Sauerstoff, zu 29 Prozent aus Eisen, zu 17 Prozent aus Silicium und zu 16 Prozent aus Magnesium. Die restlichen 6 Prozent machen alle anderen Element aus.
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