Posted in: Astrobiologie, Exoplaneten 4. Dezember 2012 15:13 Weiter lesen →

Mehr Spielraum für lebensfreundliche Welten

Grafik zeigt orange-rötlichen Stern, von drei Planeten umkreist Ob ein Planet lebensfreundlich ist, hängt nicht allein von der Strahlung ab, die er von seinem Stern empfängt. Auch die Chemie spielt eine Rolle, lässt eine Pilotstudie amerikanischer Forscher vermuten. In manchen Systemen ist der Gehalt radioaktiver Elemente demnach so hoch, dass ein Planet in seinem Innern besonders große Mengen von Zerfallswärme produziert.

Grafik: NASA/JPL-Caltech

„In solchen Fällen könnten wir die lebensfreundliche Zone um den Stern erweitern, sodass sie sich bis in einen größeren Abstand erstreckt“, erklärt Cayman Unterborn von der Ohio State University. Selbst auf Planeten in Gefilden, die gemeinhin als zu eisig gelten, könnte es dann ausreichend warm zumindest für mikrobielles Leben sein, berichtet der angehende Geowissenschaftler auf einer Fachtagung in San Francisco.

Seit Mitte der 90er-Jahre haben Astronomen mehr als 800 Planeten ferner Sterne entdeckt. Einige dieser Exoplaneten sind gerade so weit von ihrem strahlenden Gestirn entfernt, dass die resultierende Oberflächentemperatur die Existenz flüssigen Wassers gestatten sollte. Die Gezeitenkräfte des Sterns und die Eigendrehung des Planeten spielen ebenfalls eine wichtige Rolle für die Beurteilung der potenziellen Lebensfreundlichkeit. Mit der chemischen Zusammensetzung bringen Unterborn und seine Kolleginnen Wendy Panero und Jennifer Johnson nun einen weiteren Faktor ins Spiel.

Die Forscher studierten 8 Sterne, die der Sonne in Größe, Alter und Gesamtgehalt schwerer chemischer Elemente stark ähneln. Anhand hochauflösender Lichtspektren schätzen sie dann den Gehalt an Uran, Thorium und Kalium ab. Alle diese Elemente kommen als unterschiedlich schwere Isotope vor, von denen zumindest einige radioaktiv sind. Die bei ihrem Zerfall freigesetzte Wärme macht im Fall der Erde schätzungsweise die Hälfte des gesamten Wärmestroms aus dem Planeteninnern aus.

Mit nur einer Ausnahme enthalten die 8 Sterne deutlich mehr langlebiges Thorium als die Sonne, ermittelte Cayman. Da ein Stern und das umgebende System aus dem gleichen Rohmaterial entstehen, könnte sich dieser Unterschied auch in der Zusammensetzung eventuell vorhandener Planeten widerspiegeln. Im beobachteten Extremfall mit einem 150 Prozent höheren Thoriumgehalt des Sterns könnten erdähnliche Planeten in der Umgebung rund 25 Prozent mehr innere Wärme produzieren als die Erde, schätzt der Forscher.

Eine stärkere Wärmeproduktion würde sich wiederum auf die Umwälzbewegungen im Mantelgestein auswirken, erläutert Panero. Die Konsequenzen für den planetarischen Materialkreislauf ließen sich derzeit jedoch nicht einschätzen. Das gelte insbesondere für die Freisetzung von Wasser und weiteren flüchtigen Verbindungen.

Forschung: Cayman T. Unterborn, Jennifer A. Johnson und Wendy R. Panero, School of Earth Science und Department of Astronomy, Ohio State University, Columbus

Präsentation auf dem American Geophysical Union Fall Meeting 2012, San Francisco; P11B-1816

WWW:
Mineral Physics Research Group, Wendy Panero
The Habitable Zone
Habitable Exoplanets Catalog
Volcanic Heat

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Ungemütliche Zwergsterne

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