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Gasriese

Die vier Gasriesen des Sonnensystems (von unten nach oben): Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun

Gasriese ist in der Astronomie ein gebräuchlicher Ausdruck für große Planeten, die zum größten Teil aus leichten, und nur zu einem geringen Anteil aus schwereren Elementen (Gestein, Metalle) bestehen.

Gasriesen können durchaus einen festen Kern haben - vermutlich ist solch ein Kern für die Entstehung sogar notwendig - aber der Großteil seiner Masse besteht aus leichten Elementen, die aufgrund des hohen Drucks und niedriger Temperaturen jedoch in flüssigem oder festem Zustand vorliegen.

Im Sonnensystem gibt es vier Gasriesen, die auch äußere Planeten genannt werden: Jupiter, Saturn, Uranus, und Neptun. Wegen ihrer grundsätzlichen Ähnlichkeit zu Jupiter werden Gasriesen häufig auch als jupiterähnliche oder iovianische Planeten bezeichnet.

Die Bezeichnung Gasriese ist ein wenig irreführend. Der Jupiter zum Beispiel hat eine dicke Atmosphäre, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht, aber auch Spuren anderer Chemikalien wie Ammoniak enthält. Der meiste Wasserstoff ist jedoch in flüssiger Form vorhanden und dieser macht die Hauptmasse des Planeten aus. Die Zusammensetzung der anderen Gasriesen ist ähnlich, Uranus und Neptun haben aber mehr Wasser, Ammoniak und Methan. Die tieferen Schichten des flüssigen Wasserstoffs sind oft unter so starkem Druck, dass der Wasserstoff metallische Eigenschaften bekommt. Metallischer Wasserstoff ist nur unter solch extremen Drücken stabil.

Viele der Exoplaneten, die in den letzten Jahren entdeckt wurden, scheinen Gasriesen zu sein, so dass die Vermutung nahe liegt, dass diese Art von Planeten im Universum recht häufig ist. Jedoch konnten bisher aufgrund der verwendeten Beobachtungstechniken ohnehin nur große Planeten außerhalb des Sonnensystems entdeckt werden, so dass die vorhandenen Daten nicht repräsentativ sind.

Oberhalb von etwa der 13-fachen Masse des Jupiters, was etwa 1,2% der Masse der Sonne entspricht, setzen wegen der großen Hitze und des enormen Drucks im Inneren bereits erste Kernfusionsprozesse ein. Dies sind im wesentlichen die Lithiumfusion, bei der ab etwa 65 Jupitermassen bzw. Kerntemperaturen über 2 Millionen Kelvin ein ⁷Lithiumkern mit einem Proton reagiert, und die Deuteriumfusion, bei der ab etwa 13 Jupitermassen ein Deuteriumkern und ein Proton zu einem ³Heliumkern verschmelzen. Himmelskörper über 13 Jupitermassen sind jedoch noch keine Sterne, sondern sogenannte Braune Zwerge, da keine Wasserstofffusion stattfinden kann, die erst ab ca. 75 Jupitermassen einsetzt und die Hauptenergiequelle eines Sterns ist. Nach der neueren Definition für Braune Zwerge durch Fusionsprozesse, beträgt die Obergrenze für einen Planeten also somit 13 Jupitermassen.

Siehe auch: Erdähnliche Planeten, Brauner Zwerg, Roter Zwerg