Eine künstlerische Darstellung eines geschmolzenen, vulkanischen Exoplaneten wie TOI-6713.01.(Bildnachweis: NASA/ESA/CSA/Dani Player)
Ein Exoplanet, der mit so vielen Vulkanen bedeckt ist, dass seine geschmolzene Oberfläche feurig rot leuchtet, wurde entdeckt, der einen Stern umkreist, der 66 Lichtjahre von der Erde entfernt ist.
Dieser Satz mag Star-Wars-Fans bekannt vorkommen, denn Obi-Wan Kenobi kämpfte und besiegte Anakin Skywalker tatsächlich auf dem Lavaplaneten Mustafar. Aber, ob Sie es glauben oder nicht, selbst diese Welt hat nichts mit dem neu entdeckten TOI-6713.01 gemein. Obwohl er einen einprägsameren Namen braucht, gehören seine Lebensdaten in den Bereich des Außergewöhnlichen.
„Dies ist ein terrestrischer Planet, den ich als Io auf Steroiden beschreiben würde“, sagte Stephen Kane von der University of California, Riverside, in einer Erklärung und bezog sich dabei auf den vulkanischen Mond des Jupiters. Io ist der vulkanischste Körper in unserem Sonnensystem, jeder Zentimeter seiner Oberfläche ist mit Lava bedeckt – dennoch könnte man ihn im Vergleich zu TOI-6713.01 als zahm bezeichnen.
Der Exoplanet, eine „Super-Erde“, die 30 % größer ist als unsere Erde, umkreist seinen Stern HD 104067 alle 2,2 Tage in einer Entfernung von 4,57 Millionen Kilometern (2,8 Millionen Meilen). Zu ihr gesellen sich zwei weitere Welten, ein weiterer Gesteinsplanet, der etwa 15,8 Millionen Kilometer vom Stern entfernt ist, und ein Gasriesenplanet, der etwa 40 Millionen Kilometer von diesem zentralen Anker entfernt ist. Vergleichen wir dieses Bild mit unserem eigenen Sonnensystem. Der sonnennächste Planet ist Merkur, der eine elliptische oder nicht kreisförmige Umlaufbahn hat, die sich zwischen 46 Millionen und 69,82 Millionen Kilometern von der Sonne entfernt befindet. Ja, das bedeutet, dass das gesamte Planetensystem, das HD 104067 umkreist, in die Umlaufbahn von Merkur passen könnte.
Wie Merkur ist auch die Umlaufbahn von TOI-6713.01 stark elliptisch. Im Fall von Merkur ist der Planet weit genug von unserer Sonne entfernt, um davon nicht wirklich etwas zu spüren, abgesehen von der jahreszeitlich bedingten Erwärmung; TOI-6713.01 hingegen befindet sich fast in Reichweite seines Sterns. Durch die Schwerkraft seiner beiden Nachbarplaneten wird TOI-6713.01 außerdem auf eine elliptische Umlaufbahn gezogen, was ihn zu Gravitationsgezeiten zwingt, die das geschmolzene, verformbare Innere des Planeten dehnen und verdrehen, während sich der Planet auf seiner Umlaufbahn regelmäßig mal näher und mal weiter von seinem Stern entfernt. Kane bezeichnet dies als „Gezeitensturm“.
Die Gezeitenkräfte des Sturms heizen das Innere von TOI-6713.01 auf und versorgen ihn mit genügend Energie, um die gesamte Oberfläche mit Vulkanen ausbrechen zu lassen.
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„Er wurde in eine Situation gezwungen, in der er ständig mit Vulkanen explodiert“, so Kane. Dies führt dazu, dass die geschmolzene Oberfläche des Planeten mit einer Temperatur von bis zu 2.600 Kelvin (2.327 Grad Celsius oder 4.220 Grad Fahrenheit) strahlt. Um eine solche Temperatur in die richtige Perspektive zu rücken: Das ist heißer als einige massearme Sterne!
„Dies lehrt uns die Extreme, wie viel Energie in einen terrestrischen Planeten gepumpt werden kann, und die Folgen davon“, sagte Kane. „Wir wissen zwar, dass die Sterne zur Erwärmung eines Planeten beitragen, aber der größte Teil der Energie stammt von den Gezeiten, und das kann man nicht ignorieren.“
Der Riesenplanet
HD 104067, der ein Fünftel der Masse des Jupiters hat, wurde 2011 von HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) entdeckt, einem Instrument zum Aufspüren von Planeten am La Silla Observatorium in Chile. HARPS misst das „Taumeln“ eines Sterns in Bezug auf seine Rotationsachse, da sich der Stern um ein Massenzentrum dreht, das er mit seinen Planeten teilt. Der zweite Planet in diesem System wurde ebenfalls von HARPS und seinem Gegenstück HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer) am W. M. Keck Observatory auf Hawaii entdeckt. Der dritte Planet – TOI-6713.01 – wurde erst entdeckt, als Kane die von der NASA-Mission TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) gemachten Beobachtungen des Sterns inspizierte.
„Es war einer dieser Entdeckungsmomente, in denen man denkt: ‚Wow, es ist erstaunlich, dass es so etwas tatsächlich gibt‘“, sagt Kane.
Da er durch die Transitmethode der Exoplanetenjagd entdeckt wurde, bei der der Planet aus unserer Perspektive im Kosmos vor seinem Stern vorbeizieht und einen Teil des von seinem Stern kommenden Lichts blockiert, kennen Kane und sein Team bereits den Durchmesser von TOI-6713.01. Das verdanken sie den Berechnungen der Menge an Sternenlicht, die der Planet während des Transits blockiert. Der nächste Schritt besteht darin, die Masse des Planeten mit Hilfe von HARPS- und HIRES-Messungen des „Wobble“ seines Sterns zu bestimmen. Sobald seine Masse und sein Radius bekannt sind, kann die Dichte von TOI-6713.01 berechnet werden, was es dem Team von Kane ermöglichen wird, zu bestimmen, wie viel Material für den Ausbruch der vielen (vielen) Vulkane von TOI-6713.01 zur Verfügung stehen könnte.
Die Ergebnisse wurden am 25. April im The Astronomical Journal veröffentlicht.
