Ein internationales Forscherteam aus Israel und den USA hat herausgefunden, dass viele Planeten vom Typ Sub-Neptun möglicherweise deutlich wasserreicher sind als bisher angenommen. Nach einer in »Nature« veröffentlichten Studie könnten diese Planeten Wasser nicht nur aus eisigen Materialien aus der Ferne erhalten haben, sondern es direkt in ihrem Inneren produzieren. Sub-Neptun-Planeten sind ferne Himmelskörper, die größer als die Erde, aber kleiner als der Planet Neptun sind.
»Unter den extremen Druck- und Temperaturbedingungen in Sub-Neptun-Planeten kann dichter Wasserstoff mit geschmolzenem Gestein reagieren und große Mengen Wasser bilden«, erklärt Prof. Dan Shim von der Arizona State University. Gemeinsam mit Prof. Alona Vazan von der Open University of Israel simulierte das Team im Labor Bedingungen, wie sie im Inneren solcher Planeten herrschen: Druck von mehreren Gigapascal und Temperaturen von rund 2700 Grad Celsius. Dabei reduzierten Wasserstoffatome Eisen und Silizium im Magma, wobei Sauerstoff freigesetzt wurde, der sich mit Wasserstoff zu Wasser verband.
Frühere Modelle gingen nur von minimalen Wassermengen aus. Die neuen Experimente zeigen jedoch eine 2.000- bis 3.000-fach höhere Produktion. »Selbst Planeten, die ursprünglich aus trockenen Materialien entstanden sind, können später erhebliche Mengen Wasser enthalten«, betont Prof. Vazan.
Die Ergebnisse könnten auch erklären, warum manche Sub-Neptun-Planeten extrem nahe an ihrem Stern kreisen. Shim fügt hinzu: »Unsere Studie verändert die Erwartungen darüber, welche Planeten wasserreich werden könnten.«
Darüber hinaus zeigen Computersimulationen, dass sich das Wasser durch Konvektion im Planeteninneren verteilen kann, sodass die Produktion über Milliarden Jahre fortgesetzt werden kann, solange geschmolzene Silikate vorhanden sind. Dies könnte dazu führen, dass Wasser irgendwann die Oberfläche oder Atmosphäre erreicht.
Die Studie wirft ein neues Licht auf die Entstehung und Entwicklung von Exoplaneten und stellt die bisherige Annahme infrage, dass die Umlaufbahn eines Planeten direkt über seinen Wassergehalt entscheidet. im
