Wasserarme Welten durch Aluminium

Im Gegensatz zu vielen vergleichbar großen Exoplaneten sind die inneren Planeten unseres Sonnensystems wasserarm. Warum das so ist, zeigen jetzt Computersimulationen eines internationalen Forscherteams um Tim Lichtenberg von der ETH Zürich: Das radioaktive Element Aluminium-26 entscheide darüber, ob um einen jungen Stern trockene Planeten oder vollständig mit Wasser und Eis bedeckte Welten entstehen, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.

Im Sonnensystem spielte Aluminium-26 eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der Planetesimale, also der bereits viele Kilometer großen Bausteine der Planeten: Die beim radioaktiven Zerfall freigesetzte Wärme sorgte dafür, dass das Gestein schmelzen und damit Himmelskörper mit unterschiedlich dichten Bereichen – wie Kern, Mantel und Kruste – entstehen konnten. Durch die Hitze verdampften die ursprünglich vorhandenen leichten Stoffe einschließlich des Wassers ins All. Lichtenberg und seine Kollegen haben nun am Computer simuliert, wie sich der Anteil an Aluminium-26 in einer protoplanetaren Scheibe auf diese Vorgänge auswirkt. „Unsere Modelle deuten darauf hin, dass in Planetensystemen mit einem Anteil an Aluminium-26, der ähnlich oder höher ist als in unserem Sonnensystem, terrestrische Planeten mit nur wenig Wasser entstehen“, so die Forscher. Denn den Simulationen zufolge verlieren in diesem Fall bereits zehn Kilometer große Planetesimale alles ursprünglich vorhandene Wasser.

Merkur, Venus und Mars sind offensichtlich trockene Planeten. Doch auch unsere Erde zählt astronomisch gesehen zu den trockenen Gesteinsplaneten – trotz ihrer Ozeane. Denn „Wasserwelten“, wie sie unter erdähnlichen Planeten bei anderen Sternen zu dominieren scheinen, besitzen erheblich mehr Wasser auf ihrer Oberfläche. „Bislang war nicht klar, ob unser Sonnensystem eine extrem seltene Ausnahme ist“, so die Forscher.

Die neuen Ergebnisse legen nun nahe, dass auch viele andere Systeme wasserarme Planeten besitzen. Allerdings bleibt die Frage, warum wasserreiche Gesteinsplaneten scheinbar häufiger vorkommen als wasserarme. Dies könne nach Aussage der Wissenschaftler entweder an einem Auswahleffekt bei den Beobachtungen oder an bislang unbekannten Prozessen bei der Planetenentstehung liegen.