🔭 Diese Dampfplaneten bringen unsere Planetenmodelle durcheinander
Wissenschaftler haben ein verbessertes Modell entwickelt, um diese sogenannten "Dampfwelten" zu untersuchen. Diese Planeten, obwohl unbewohnbar, liefern wertvolle Hinweise auf die Entstehung von Exoplaneten. Ihre wasserreiche Zusammensetzung in exotischen Zuständen erfordert fortschrittliche Simulationen. Dieser Ansatz ermöglicht ein besseres Verständnis der planetaren Mechanismen.
Sub-Neptun-Planeten sind die häufigsten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Ihre Nähe zu ihrem Stern verhindert, dass Wasser an der Oberfläche flüssig bleibt: Wasser existiert dort in Form von Dampf oder überkritischen Zuständen, weder ganz flüssig noch gasförmig. Diese Bedingungen machen ihre Erforschung nicht einfach, aber essentiell für die Planetologie.
Das James-Webb-Weltraumteleskop bestätigte 2024 die Existenz dieser dampfigen Atmosphären. Die Entdeckung von GJ 9827 d, einem Planeten doppelt so groß wie die Erde, markierte einen Wendepunkt. Seitdem wurden mehrere weitere Sub-Neptune mit Signaturen von Wasserdampf identifiziert, was die Entwicklung angepasster Modelle beschleunigt hat.
Die bisherigen Modelle ließen sich von Eismonden wie Europa oder Enceladus inspirieren. Allerdings sind Sub-Neptune viel massereicher und heißer: Ihr Wasser kann überkritische Zustände oder sogar superionisches Eis erreichen. Diese Phänomene sind im irdischen Labor schwer zu reproduzieren, daher die Bedeutung von Simulationen.
Die Eiskruste Europas, eines Mondes des Jupiter, dient keinem guten Modell für Dampfplaneten.
Bildnachweis: NASA
Das neue Modell integriert die Entwicklung dieser Planeten über Milliarden von Jahren, es begnügt sich nicht mit einer Momentaufnahme, sondern berücksichtigt zeitliche Veränderungen. Diese Dynamik hilft vorherzusagen, wie sich atmosphärische und innere Eigenschaften verändern.
Was ist überkritisches Wasser?
Überkritisches Wasser ist ein besonderer Materiezustand, der bei hoher Temperatur und hohem Druck entsteht. Es besitzt sowohl flüssige als auch gasförmige Eigenschaften, was es schwer zu untersuchen macht. Dieser Zustand existiert natürlich in den Tiefen mancher Planeten. Auf der Erde kann man ihn im Labor mit speziellen Geräten erzeugen. Allerdings übertreffen die extremen Bedingungen auf Exoplaneten oft unsere experimentellen Möglichkeiten.
In den Dampfwelten beeinflusst überkritisches Wasser die atmosphärische Dynamik. Es kann Wärme und Materialien auf einzigartige Weise transportieren. Die Forschung zu diesem Zustand könnte unerwartete Anwendungen auf der Erde haben. Zum Beispiel bei der Entwicklung neuer Energie- oder Umwelttechnologien.