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WTF-Fragen
 

Könnte es auf einem Planeten aus Diamanten regnen?

 

Kategorie:

Astronomie

Der kurze TEASER:

Ja, auf Exoplaneten wie 55 Cancri e, die extrem heiße und kohlenstoffreiche Atmosphären haben, können die Bedingungen ideal sein, damit Kohlenstoff bei hohem Druck zu Diamant regnet oder sich ganze Ozeane aus geschmolzenen Diamanten bilden.

Die ausführliche Antwort:

Der Gedanke an Planeten, auf denen es Diamanten regnet, klingt wie aus einem Märchen oder einem Science-Fiction-Roman. Doch in den unendlichen Weiten des Universums könnte diese fantastische Vorstellung Realität sein. Wir reden hier nicht von winzigen Diamantstaubpartikeln, sondern von riesigen Mengen an Kohlenstoff, die unter extremen Bedingungen zu purem, glitzerndem Edelstein werden könnten. Das Paradebeispiel für einen solchen Himmelskörper ist der Exoplanet 55 Cancri e, auch bekannt als „Super-Erde“. Er ist etwa doppelt so groß wie die Erde und hat die achtfache Masse, doch was ihn wirklich einzigartig macht, ist seine Zusammensetzung. Ursprünglich dachte man, er sei ein felsiger Planet mit einem hohen Wasseranteil. Doch neuere Forschungen, die seine Dichte und seine Zusammensetzung basierend auf der Analyse seiner Atmosphäre und seines Sterns untersuchten, legen nahe, dass er reich an Kohlenstoff ist und kaum Sauerstoff enthält – eine ideale Voraussetzung für die Bildung von Diamanten. Wie entsteht so ein Diamantplanet? Es beginnt mit seinem Stern. 55 Cancri, der Mutterstern, ist ein kohlenstoffreicher Stern, was bedeutet, dass sich bei der Planetenentstehung wahrscheinlich auch viel Kohlenstoff in der protoplanetaren Scheibe befand, aus der 55 Cancri e entstand. Auf der Erde ist Kohlenstoff zwar auch vorhanden, aber hier bildet er zusammen mit Sauerstoff und anderen Elementen Silikate und Oxide, die unsere felsige Kruste ausmachen. Auf einem Planeten mit extrem viel Kohlenstoff und hohen Temperaturen und Drücken – wie sie im Inneren eines Riesenplaneten oder auf einem Sternen-nahen Planeten herrschen – können sich die Kohlenstoffatome zu Diamantkristallen anordnen. 55 Cancri e ist extrem heiß, da er seinen Stern in nur 18 Stunden umkreist. Seine Oberflächentemperatur liegt bei über 2.000 Grad Celsius. Unter solchen Bedingungen kann Kohlenstoff, der normalerweise gasförmig wäre, unter dem immensen Druck des Planeteninneren in flüssige oder sogar feste Diamantform übergehen. Man stelle sich vor: ganze Ozeane aus geschmolzenem Diamant oder Gestein, das hauptsächlich aus Diamant und Graphit besteht! Ein Diamantregen ist zwar eine sehr bildliche Vorstellung, aber die physikalischen Prozesse dahinter sind plausibel. Auf Gasriesen wie Jupiter oder Saturn vermuten Wissenschaftler, dass es tatsächlich Kohlenstoffschneeflocken oder sogar Diamantregen geben könnte, da die dortigen Drücke und Temperaturen ausreichen, um Methan in Kohlenstoff umzuwandeln, der dann zu Diamanten kondensiert und nach unten fällt. Auf einem felsigen Exoplaneten wie 55 Cancri e würden die Diamanten eher einen großen Teil der Masse des Planeteninneren ausmachen, vielleicht sogar die Kruste bilden, als dass sie wie Wasser vom Himmel fallen würden. Die Entdeckung und Charakterisierung solcher Exoplaneten erweitert unser Verständnis davon, wie Planeten entstehen und wie vielfältig sie sein können. Es zeigt uns, dass unsere Erde mit ihrer Wasser- und Silikat-dominanten Zusammensetzung nur eine von unzähligen Möglichkeiten ist. Vielleicht gibt es da draußen Welten, die aus Materialien bestehen, die wir hier als unendlich wertvoll erachten. Und wer weiß, welche bizarren Lebensformen sich auf einem Planeten entwickeln könnten, dessen Gestein aus Diamanten besteht? Die Forschung an Exoplaneten ist ein Fenster zu den unbegrenzten Möglichkeiten des Kosmos, wo die Realität oft fantastischer ist als jede Fiktion.
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