Robert Klatt
Im vergangenen Jahr wurden erstmals Wassermoleküle auf dem Exoplaneten K2-18b nachgewiesen. Simulationen zeigen nun, dass die Supererde sogar über einen flüssigen Ozean verfügen könnte, was auch außerirdisches Leben ermöglichen würde.
Cambridge (England). Wissenschaftler der Universität Göttingen haben erst kürzlich den möglicherweise bewohnbaren Exoplaneten GJ 357 d entdeckt. Eine Voraussetzung dafür ist eine ausreichend dichte Atmosphäre, die für eine Gleichgewichtstemperatur wie auf der Erde sorgt und somit sicherstellt, das flüssiges Wasser, die Grundbedingung allen Lebens, auf dem Himmelskörper vorkommen kann. Im vergangenen Jahr sorgte außerdem die Supererde K2-18b für eine Sensation, weil sie der erste Exoplanet in der habitablen Zone war, in dessen Gashülle Wassermoleküle nachgewiesen werden konnten.
Nun haben Astronomen der University of Cambridge im wissenschaftlichen Fachmagazin The Astrophysical Journal Letters eine Forschungsarbeit veröffentlicht, laut der der Exoplanet K2-18b einen flüssigen Ozean haben könnte. Bestätigt war bisher nur, dass in der Atmosphäre des Planeten Wasserdampf vorkommt. Ob auch flüssiges Wasser oder sogar ein Ozean auf der Supererde K2-18b vorkommt, konnte die Wissenschaft anhand der spektralen Signatur der Planetenatmosphäre hingegen noch nicht belegen.
Der Exoplanet K2-18b befindet sich mit einer Entfernung von 124 Lichtjahren, gemessen in den Maßstäben der Astronomie, in der Nähe der Erde. Der im Vergleich zur Erde etwa 2,6-mal so große Exoplanet besitzt die rund achtfache Masse der Erde. Die in der Gashülle entdeckten Wassermoleküle sind ein Indiz auf mögliches flüssiges Wasser auf der Oberfläche. Sollte der Druck durch die Gashülle allerdings zu groß sein, könnte dies flüssiges Wasser auf dem Exoplaneten unmöglich machen.
Laut Nikku Madhusudhan, Erstautor der Studie „ist es daher wichtig, den inneren Aufbau und die atmosphärischen Bedingungen des Planeten zu kennen, um die Aussichten für die Habitabilität dieses Planeten einschätzen zu können.“
Mit einer Dichte von 2,67 Gramm pro Kubikzentimeter liegt die Supererde K2-18b im Grenzbereich zwischen Gasplaneten und Gesteinsplaneten. Es ist deshalb möglich, dass der Exoplanet einen festen Kern mit dicker Gashülle hat aber auch, dass der Exoplanet eine dünne Gashülle und einen flüssigen Ozean besitzt. Um zu ermitteln, ob die Supererde K2-18b einen flüssigen Ozean besitzt und damit lebensfreundlich sein könnte, haben die Forscher die verschiedenen Möglichkeiten anhand einer Simulation getestet.
Sie kamen dabei zu dem Ergebnis, dass es mehrere Kombinationen aus Gashüllendicke und Kernmasse gibt, bei denen K2-18b trotz seiner vergleichsweise hohen Masse einen flüssigen Ozean besitzen könnte. Konkret wäre K2-18b eine Wasserwelt, wenn die Gashülle des Exoplaneten einen Anteil von einem Hunderttausendstel bis zu sechs Prozent der Gesamtmasse ausmachen würde.
Wie Madhusudhan erklärt, zeigen „die Ergebnisse, dass das Potenzial für habitable Bedingungen nicht notwendigerweise auf erdähnliche Gesteinsplaneten beschränkt ist.“ Die Erkenntnisse der Wissenschaftler sorgen somit dafür, dass das Spektrum an Himmelskörpern, auf denen außerirdisches Leben möglich ist, deutlich erweitert werden muss. Vor allen die große Anzahl an Exoplaneten im Grenzbereich zwischen Supererden und Mini-Neptunen ist dabei signifikant.
Überraschend ist laut den Forscher außerdem, dass die Gashülle von K2-18b unerwartet niedrige Anteile an Methan und Ammoniak enthält. Normalerweise sollten laut Madhusudhan „bei einer wasserstoffreichen Atmosphäre mit rund 26 Grad Celsius Temperatur jedoch Methan und Ammoniak die dominanten Kohlenstoffträger sein, wenn ein chemisches Gleichgewicht besteht.“ Das Gleichgewicht in der Gasatmosphäre ist im Falle von K2-18b also gestört, was entweder physikalische Ursachen haben könnte aber auch durch biologische Prozesse ausgelöst sein könnte.
The Astrophysical Journal Letters, doi: 10.3847/2041-8213/ab7229
