protoplanetarische Scheibe

Erdähnliche Planeten auch bei Sternen mit geringem Anteil an schweren Elementen

Kopenhagen (Dänemark) – Kleinere Planeten wie unsere Erde können auch bei Sternen entstehen, die einen deutlich kleineren Anteil an schweren Elementen enthalten als unsere Sonne. Das zeigt die Analyse von 152 Planetensystemen mit insgesamt 226 Begleitern mit Radien bis zum Vierfachen der Erde durch ein internationales Forscherteam. Bislang waren die Astronomen davon ausgegangen, das größere Mengen an schweren Elementen eine Voraussetzung für die Planetenentstehung sind. Das überraschende Ergebnis der neuen Untersuchung bedeute auch, dass die Entstehung von erdähnlichen Planeten bereits früh in der kosmischen Entwicklung möglich gewesen sei, als es noch weniger schwere Elemente als heute gab, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Die Häufigkeit von schweren Elementen in der äußeren Atmosphäre von Sternen ähnlich unserer Sonne liefert uns eine Art Aufzeichnung der chemischen Zusammensetzung der ursprünglichen protoplanetarischen Scheibe“, erläutern Lars Buchhave vom Niels-Bohr-Institut in Kopenhagen und seine Kollegen. In einer solchen rotierenden Scheibe entstehen durch die langsame Verdichtung der Materie die Planeten eines Sterns. Frühere Analysen hatten ein erwartetes Ergebnis gezeigt: Je mehr schwere Elemente in der Atmosphäre eines Sterns vorhanden sind, desto mehr große Planeten gibt es bei ihm. Bislang war jedoch unklar, ob dieser Zusammenhang auch für kleine, erdähnliche Planeten gilt.

Das tut er nicht, wie die Analyse von Buchhave und seinen Kollegen nun zeigt. Die Astronomen haben die Zentralsterne von 226 Exoplaneten mit Radien bis zum Vierfachen der Erde untersucht, die mithilfe des Satellitenobservatoriums Kepler entdeckt worden sind. Das Ergebnis: Im Mittel besitzen die Sterne zwar die gleiche Häufigkeit an schweren Elementen wie unsere Sonne, kleinere Planeten gibt es aber auch noch bei Sternen mit bis zu einem Viertel dieser Häufigkeit.

Das bedeutet, dass solche felsigen Planeten nicht nur häufiger vorkommen könnten, sondern auch früher in der kosmischen Geschichte entstehen konnten als bislang angenommen. Die für die Planetenentstehung notwendigen Elemente sind nicht bereits beim Urknall entstanden, sondern erst im Laufe der Zeit durch Kernfusion in Sternen. Der Anteil an solchen Stoffen ist also im Verlauf der kosmischen Geschichte immer weiter angestiegen. Die Beobachtungen von Buchhave und seinem Team zeigen, dass es möglicherweise schon wenige Milliarden Jahre nach dem Urknall felsige Planeten und damit vielleicht auch Leben im Kosmos gegeben haben könnte.