Super-Erden entstehen in Super-Schneestürmen

Die Existenz so genannter "Super-Erden" -- Planeten mit der 5- bis 15-fachen Erdmasse -- in Umlaufbahnen um rote Zwergsterne stellt die Astronomen bislang vor ein Problem. Denn die protoplanetarischen Scheiben um junge Zwergsterne enthalten eigentlich zu wenig Materie für die Entstehung solcher Welten.

Cambridge (USA) - Amerikanische Forscher glauben nun, eine Lösung gefunden zu haben: Es kommt, so ihre These, zu einem plötzlichen Kältesturz in den Gas- und Staubscheiben. Dadurch kondensieren Wasser und Gase zu Eis und lassen die vorhandenen Planeten rapide anwachsen, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt "Astrophysical Journal Letters".

"Die Super-Erden entstehen sozusagen durch kosmische Schneestürme", erklärt Scott Kenyon vom Smithsonian Astrophysical Observatory, einer der beteiligten Astronomen, "und diese Schneestürme hüllen die Planeten vollständig ein und dauern mehrere Millionen Jahre." Durch die rapide Abkühlung der Scheiben bilden sich Schneeflocken und Eispartikel, die sich auf den zunächst kleinen Planeten absetzen und diese zu Super-Erden anwachsen lassen.

Planeten entstehen in rotierenden Gas- und Staubscheiben um junge Sterne. Bei sonnenähnlichen Sternen bilden sich im inneren, warmen Bereich der Scheibe erdähnliche, felsige Planeten. Weiter draußen, im kühlen Bereich der Scheibe, entstehen Gasriesen und Eisplaneten. Bei roten Zwergsternen ist die Situation anders: Ihre Strahlung schwächt sich schon im Laufe ihrer frühen Entwicklung dramatisch ab. Dadurch verschiebt sich die "Schneegrenze" zwischen dem kühlen und dem warmen Bereich der Scheibe rasch nach innen.

Diese wandernde Kältefront führt dann zum Ausfrieren der flüchtigen Bestandteile in der Scheibe. Ohne diesen "Super-Schneesturm" könnte sich nicht genug Materie zu großen Super-Erden zusammenballen, so die Forscher. Lebensfreundlich sind die so entstehenden Super-Erden freilich nicht: Das Wasser bleibt auf ihnen ewig gefroren. Die lebensfreundliche Zone eines roten Zwergsterns ist schmal und nahe bei dem Stern. "Es ist kaum möglich, dass dort etwas größeres als Merkur oder Mars entsteht", meint Kenyon.