Robert Klatt
Exoplaneten, die zwischen den größten Gesteinsplaneten und den kleinsten Eisriesen liegen, werden nur selten entdeckt. Astronomen haben nun eine Erklärung für die sogenannte Fulton-Lücke gefunden.
Heidelberg (Deutschland). Im beobachteten Universum werden Exoplaneten, die mindestens 75 Prozent und maximal 250 Prozent größer als die Erde sind, nur selten entdeckt. Dieser Mangel zwischen den kleinsten Eisriesen und den größten Gesteinsplaneten wird in der Astronomie als Fulton-Lücke bezeichnet. Forscher des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) und der Universität Bern haben nun eine mögliche Erklärung für die „fehlenden“ Exoplaneten gefunden.
Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature Astronomy sorgen zwei Prozesse dafür, dass unterschiedliche Exoplaneten bei bestimmten Bedingungen größer werden oder schrumpfen. Diese Größenveränderung verursacht die Fulton-Lücke und liefert eine Erklärung dafür, wieso die Größenverteilung bei Exoplaneten existiert.
Laut der Simulation der Forscher entsteht die Fulton-Lücke primär durch die Wanderung von Exoplaneten in ihren Sternensystemen. Wie Remo Burn vom MPIA erklärt, wurde dieser Faktor bei vorherigen Erklärungsversuchen nicht ausreichend beachtet.
Sub-Neptune der nur selten entdeckten Größe entstehen demnach fast immer in einer großen Entfernung zu ihrem Stern. Sie besitzen in dieser Position eine gefrorene Atmosphäre. Wenn ein solcher Exoplanet sich später seinen Stern annähert, taut seine Atmosphäre auf und er bläht sich auf. Gesteinsplaneten schrumpfen hingegen durch die Prozesse, weil sie ihre Atmosphäre verlieren.
Die Erklärung der Fulton-Lücke war laut Thomas Henning, Direktor des MPIA, erst durch neue Daten zum Verhalten von Wasser bei unterschiedlichen Temperatur- und Druckverhältnissen auf Exoplaneten möglich, die erst seit wenigen Jahren existieren.
„Es ist bemerkenswert, wie – so wie in diesem Fall – physikalische Eigenschaften auf molekularer Ebene astronomische Prozesse im großen Maßstab, wie die Bildung von Planetenatmosphären, beeinflussen.“
Die Studienautoren wollen in Zukunft noch offene Fragen zur Fulton-Lücke untersuchen und das Wissen über die Bewegungen von Planeten in Sternensystemen ausbauen.
Nature Astronomy, doi: 10.1038/s41550-023-02183-7
