Grosse, ferne Planeten, bedeckt mit riesigen Ozeanen – die Vorstellung fasziniert. Sie sind Stoff für Science-Fiction-Filme wie «Interstellar». Auch die Wissenschaft nahm die Idee auf: Seit ein paar Jahren hielten Forschende der Universität Cambridge solche Planeten für möglich.
Dem widerspricht nun neueste Forschung der ETH Zürich: Das sei nicht realistisch.
Wie die Idee von «Wasserwelten» bekannt wurde
Die Geschichte beginnt vor ein paar Jahren. Eine Gruppe an der Universität Cambridge propagiert die Idee von den sogenannt «hyzeanischen» Planeten – eine Wortschöpfung aus «Hydrogen», also englisch für Wasserstoff, und Ozean.
Unter speziellen Voraussetzungen solle es Planeten geben, die etwas kleiner als der Neptun sind, bei ihrer Entstehung viel Eis ansammeln und später durch riesige Ozeane bedeckt sind. Diese Mini-Neptune wären interessante Orte, um nach Leben zu suchen. Deshalb sorgte diese Theorie in Fachkreisen und in den Medien für Aufsehen.
Für ihre Theorie von solchen Wasserwelten hatten die Forschenden in Cambridge einen Kandidaten: den 124 Lichtjahre entfernten Planeten K2-18b. Untersuchungen mit Teleskopen zeigten Anzeichen, dass es Wasserdampf in der Atmosphäre des Planeten geben könnte.
Später sprachen die Cambridge-Forschenden sogar über mögliche Biosignaturen – also Gase, die theoretisch von lebenden Organismen stammen könnten.
ETH Zürich widerlegt Wasserwelten-Theorie
Nun rüttelt eine Studie aus Zürich aber an der Vorstellung von Exoplaneten mit riesigen Ozeanen. ETH-Forscherin Caroline Dorn und ihr Team berechneten in Modellen, welche chemischen Prozesse in jungen Planeten ablaufen. Ihre Annahme: Weil alle Planeten unter heissen Bedingungen entstehen, dürften die Stoffe, aus denen die jungen Planeten bestehen, sich sehr rasch in Magma-Ozeanen durchmischen und dort chemisch miteinander reagieren.
Die Berechnungen zeigen, dass ein Grossteil des Wassers bei diesem Prozess verschwindet. Selbst Mini-Neptune, die als junge Planeten teils sehr viel Wasser ansammeln, trocknen aus. Das Wasser wird chemisch umgewandelt. «Damit sind solche Welten mit sehr viel Wasser, dicken Eisschichten und Ozeanen nicht mehr plausibel», sagt Dorn zu den Berechnungen.
K2-18b ist keine Wasserwelt
Dorn korrigiert damit auch die Behauptung der Forschenden aus Cambridge zum Planeten K2-18b. «Sie haben Annahmen getroffen, die wir jetzt widerlegen», sagt die ETH-Physikerin.
Der Planet habe laut ihren Berechnungen eher eine Magma-Oberfläche und keinen Ozean aus Wasser. Die möglichen Biosignaturen in der Atmosphäre dürften sich durch normale chemische Prozesse erklären lassen, so Dorn.
Hoffnungsträger Super-Erden?
Behalten die ETH-Forschenden recht, dürften die Mini-Neptune wegfallen als Orte, wo man erdähnliches Leben finden könnte. Trotzdem sei ihre Forschung eher eine gute Nachricht für die Suche nach ausserirdischem Leben, sagt Caroline Dorn. Denn ihre Berechnungen zeigten, dass ein anderer Typ von Planeten – sogenannte Super-Erden – bei ihrer Entstehung überraschend viel Wasser anhäufen.
Diese Planeten, die gleich gross oder etwas grösser als die Erde sind, hatte man sich zuvor als eher trocken vorgestellt. Im Gegensatz zu den Mini-Neptunen könnten die Super-Erden also Ozeane beherbergen. Es wären interessante Orte, um nach ausserirdischem Leben zu suchen.
