🛢️ Planeten verhalten sich wie riesige Dieselmotoren

Astrophysiker der University of Chicago gehen davon aus, dass bestimmte Planeten von der Größe eines Mini-Neptuns tief in ihrer Atmosphäre regelrechte Rußwolken verbergen könnten. Diese Partikel würden durch chemische Reaktionen entstehen, die denen in unseren Verbrennungsmotoren sehr ähnlich sind.

Diese Mini-Neptune sind Planeten von einer Größe zwischen der Erde und Neptun, die in unserer Galaxie sehr häufig vorkommen, aber noch schlecht verstanden werden. Ihre genaue Natur ist umstritten: Sind sie Miniaturversionen des Jupiter, reich an Wasserstoff und Helium? Welten ähnlich wie Uranus und Neptun, voller flüchtiger Stoffe wie Wasser? Oder vielleicht Ozeanplaneten, die von einer Wasserstoffatmosphäre bedeckt sind? Die Wissenschaftler wissen es nicht, da ihre Atmosphäre undurchsichtig zu sein scheint und ihre wahre Zusammensetzung verbirgt.


Bei der Analyse der Daten des James-Webb-Weltraumteleskops erkannte Jeehyun Yang, ein ehemaliger Abgasspezialist, eine ihm vertraute Signatur: Die flachen Spektren der Mini-Neptune zeigten eine typische Kurve von Ruß aus Dieselmotoren. Dieser Ruß besteht aus polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), kohlenstoffhaltigen Molekülen.

Diese PAK entstehen, wenn Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bei hohen Temperaturen und hohem Druck reagieren – Bedingungen, die in den Tiefen der Mini-Neptune ... und in Dieselmotoren herrschen. Die Forscher schätzen, dass diese Reaktionen riesige Rußwolken erzeugen, die durch Konvektion in die Atmosphäre aufsteigen und so das undurchsichtige Aussehen erzeugen, das von den Teleskopen beobachtet wird.

Das Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis in diesem Ruß würde sich je nach Entfernung ändern, in der der Planet in seiner protoplanetaren Scheibe entstanden ist. Durch die Messung dieses Verhältnisses könnte man den Ursprung der Mini-Neptune bestimmen, die mehr oder weniger weit von ihrem Stern entfernt entstanden sind, bevor sie nach innen wanderten. Dies würde es endlich ermöglichen, die verschiedenen möglichen Typen dieser Welten zu kategorisieren.


Diese Entdeckung, veröffentlicht in The Astrophysical Journal Letters, zeigt die Bedeutung eines interdisziplinären Ansatzes. Wie Yang anmerkt, ist es das erste Mal, dass Techniken der Petrochemie auf die Untersuchung von Exoplaneten angewendet werden. Sie könnte auch erklären, warum unser Sonnensystem keine Mini-Neptune enthält, während sie anderswo so häufig sind.

Source: The Astrophysical Journal Letters