Erster Exoplanet mit Nachweis von Tektonik

Querschnitt des Planeten mit rotem geschmolzenem Inneren und Kanälen vom Kern zur Oberfläche.

Künstlerisches Konzept einer möglichen Innendynamik des felsigen Exoplaneten LHS 3844b. Dieser Querschnitt zeigt, wie Material von einer Hemisphäre in den Planeten strömt und zum Auftrieb auf der gegenüberliegenden Hemisphäre beiträgt. Bild überUniversität Bern.


Wissenschaftler haben zum ersten Mal Hinweise auf globaletektonischAktivität – die Bewegung von Platten der Kruste eines Planeten, die aufgrund von Hitze im Inneren des Planeten stattfindet – auf einer Welt außerhalb unseres Sonnensystems. Die neue Studie,veröffentlicht24. Februar 2021, impeer-reviewedTagebuchDie Briefe des Astrophysikalischen Journals, fand heraus, dass der entfernte Exoplanet 45Lichtjahrevon der Erde, genannt LHS 3844b, enthält vulkanisches Material, das im Inneren des Planeten von einer Hemisphäre zur anderen fließt.

LHS 3844b umkreist eng aroter ZwergStern und ist einExoplanetdas ist felsig und ein bisschen größer als die Erde. LHS 3844b ist seinem Mutterstern so nahe und dreht sich so schnell um ihn herum, dass das Jahr des Planeten nur 11 Stunden lang ist. Ähnlich wie Merkur, der sonnennächste Planet unseres Sonnensystems, fehlt auch LHS 3844b eine Atmosphäre. Diese Funktion war hilfreich, um herauszufinden, was unter der Oberfläche des Planeten vor sich geht, sagte die Universität BernTobias Meier, der die Studie leitete. Meier sagte in aStellungnahme:


Die Beobachtung von Anzeichen tektonischer Aktivität ist sehr schwierig, da sie normalerweise unter einer Atmosphäre verborgen sind.


Dieses Video der BBC erklärt, wie die Plattentektonik hier auf der Erde funktioniert.

Die Nähe des Planeten LHS 3844b zu seinem Mutterstern führte dazu, dass erGezeitensperremit dem Stern – ähnlich wie unser Mond durch die Gezeiten mit der Erde verbunden ist – mit der gleichen Seite, die immer dem Objekt zugewandt ist, das er umkreist. Daher bombardiert die Hitze des Sterns eine Seite des Planeten, was dazu führt, dass seine Tagseite sengende 800 Grad Celsius (etwa 1.500 Grad Fahrenheit) registriert. Auf der Immer-Nacht-Seite des Planeten sinken die Temperaturen auf etwa -250 Grad C (-400 F).

Die Wissenschaftler vermuteten, dass der drastische Temperaturunterschied auf der Oberfläche des Planeten das Geschehen im Inneren des Planeten beeinflussen könnte. Wie Meier es ausdrückte:




Wir dachten, dass dieser starke Temperaturkontrast den Materialfluss im Inneren des Planeten beeinträchtigen könnte.

Auf der Erde hebt die Plattentektonik Berge und reißt die Kruste bei Erdbeben auseinander, während Vulkane geschmolzenes Material aus dem Inneren ausspucken und die Erdoberfläche erneuern. Das Ausgasen von Vulkanen und fruchtbarem vulkanischem Boden hat sowohl gute als auch schlechte Folgen für das Leben hier auf der Erde. Daher betrachten Wissenschaftler die Tektonik als wichtiges Merkmal bei der Untersuchung der Bewohnbarkeit entfernter Welten.

Das Team verwendete Computersimulationen mit Variablen, denen der Planet LHS 3844b ausgesetzt war. Diese Simulationen zeigten auf der einen Seite des Planeten eine Subduktion oder ein Eintauchen von Material in die Kruste und auf der anderen einen Auftrieb von Material. Die Simulationen haben nicht festgelegt, in welche Richtung die Strömung auftritt, wobei einige Simulationen eine Strömung von der Tagseite zur Nacht begünstigen und andere die umgekehrte. Material, das auf der Tagseite des Planeten nach innen fließt, während Vulkane die Nachtseite des Planeten erleuchten, ist das Gegenteil von dem, was Sie erwarten würden, da das Material auf der heißen Tagseite leichter sein sollte und daher nach oben fließen sollte. Co-Autor der StudieDan Bower, der Universität Bern,erklärt:

Dieses zunächst widersprüchliche Ergebnis ist auf die Viskositätsänderung mit der Temperatur zurückzuführen: Kaltes Material ist steifer und will sich daher nicht verbiegen, brechen oder ins Innere abziehen. Warmes Material ist jedoch weniger viskos – selbst festes Gestein wird bei Erwärmung beweglicher – und kann leicht ins Innere des Planeten fließen.


Unabhängig davon, ob die Strömung schließlich von Tag zu Nacht oder von Nacht zu Tag bestimmt wird, sind die merkwürdigen Bedingungen seiner Hemisphären die gleichen: Eine Seite dieses Planeten ist von Vulkanismus übersät, während die andere Seite praktisch keinen hat.

Fazit: Ein Team von Wissenschaftlern hat Computersimulationen erstellt, die einen Planeten um einen Roten Zwergstern herum zeigen, bei dem Material von einer Seite zur anderen fließen könnte, wodurch eine vulkanische Hemisphäre und eine Hemisphäre ohne vulkanische Aktivität entsteht.

Quelle: Hemisphärische Tektonik auf LHS 3844b

Via Universität Bern