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Donnerstag, 9. September 2010

Astronomen suchen nach Vulkanen auf Exoplaneten

Archiv: Vulkanische Eruptionen mit Detailvergrößerungen auf dem Jupitermond Io, aufgenommen von der Raumsonde Galileo | Copyright: NASA

Cambridge/ USA - Gibt es auch auf Planeten und Monden außerhalb unseres Sonnensystems Vulkanismus und wenn ja, wären wir überhaupt derzeit in der Lage, solche fernen Vulkane überhaupt nachzuweisen? US-Wissenschaftler glauben die Antwort auf diese Fragen jetzt schon zu kennen.

Schon mit dem "James Webb Space Telescope", dessen Start die NASA schon für 2014 plant, könnten Vulkane auch auf fernen Exoplaneten und -monden entdeckt werden, zeigt sich beispielsweise Lena Kaltenegger vom "Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics" überzeugt. Allerdings müssten diese schon gewaltige Ausmaße aufweisen. "Mit dem James Webb-Weltraumteleskop könnten wir Eruptionen auf den uns am nächsten gelegenen Planeten dann nachweisen, wenn diese etwa zehn- bis 100 mal stärker wären, als beispielsweise der Ausbruch des Pinatubo."

Auch wenn Astronomen wahrscheinlich noch Jahrzehnte davon entfernt sind, die Oberfläche eines Exoplaneten abzubilden, so ist es doch bereits jetzt schon gelungen, Atmosphären rund um jupiterartige Gasriesen nachzuweisen und deren Zusammensetzung spektral zu analysieren. Dadurch, dass Vulkane einzigartige Gase in die Atmosphären abgeben, könnte es also schon in absehbarer Zeit möglich sein, die außerirdischen Feuerberge durch die spektralen atmosphärischen Signaturen auch in den Atmosphären kleinerer Felsplaneten nachzuweisen.

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Um herauszufinden, welche vulkanischen Gase möglicherweise nachweisbar sind, haben Kaltenegger und ihre Kollegen Wade Henning und Dimitar Sasselov ein Computermodell entwickelt, das anhand der Daten über irdischen Vulkanismus jenen auf erdartigen Exoplaneten simuliert. Hier entdeckten die Wissenschaftler, dass besonders das bei einer Megaeruption freigesetzte Schwefeldioxid nachweisbar wäre, da es auch erst relativ langsam aus der Luft ausgewaschen werde. Ihre Ergebnisse haben die Forscher aktuell im Fachmagazin "The Astrophysical Journal" veröffentlicht.

Von der Beobachtung der Rückstände exoplanetarer Vulkanausbrüche erhoffen sich die Forscher vor allem, diese mit irdischen Eruptionen vergleichen und damit Übereinstimmungen und Unterschiede zwischen den Welten untersuchen zu können.

Da entsprechend gewaltige Ausbrüche zumindest nach irdischen Maßstäben jedoch eher selten sind, dürfte es auch anhand der noch zu entdeckenden fernen Felsplaneten und Monde noch längere Zeit dauern, bis ein solches Ereignis, bzw. dessen Folgen, entdeckt werden können. Lediglich gewaltigere vulkanische Aktivitäten auf einem Exoplaneten könnte eine solche Entdeckung beschleunigen. Als hoffnungsvolles Beispiel nennen die Astronomen hierzu den Jupitermond Io, dessen extreme vulkanische Aktivität von keinem anderen Himmelskörper im Sonnensystem übertroffen wird.

Um Schwefeldioxide in der Atmosphäre eines fernen Felsplaneten nachweisen zu können, müssen Astronomen jedoch darauf hoffen, dass ein entsprechender Planet, perspektivisch von der Erde aus betrachtet, hinter seinem Stern vorbeizieht. Während bei dieser sogenannten "sekundären Bedeckung" zunächst das gemeinsame Licht von Stern und Planet gemessen wird, kann - sobald der Planet hinter seinem Stern verschwunden ist - der Anteil des Sternenlichts erkannt und vom Gesamtanteil abgezogen werden. Was bleibt ist alleine das Signal des Planeten, das nun auf der Suche nach seinen molekularen Bestandteilen spektral analysiert und aufgeschlüsselt werden kann.

Die nächstgelegene, wenn auch noch nicht nachgewiesene Erde oder Super-Erde (ein Felsplanet von der vielfachen Masse der Erde) vermuten viele Astronomen in einem möglichen System um Alpha Centauri, ein etwa 4,34 Lichtjahre entferntes Doppelsternsystem im Sternbild Centaurus. Planeten im Sterne, die weiter von der Erde entfernt sind als 30 Lichtjahre wären hingegen wahrscheinlich zu weit entfernt, als das auf ihnen - zumindest mit dem James Webb-Weltraumteleskop - Vulkanismus nachzuweisen wäre.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / cfa.harvard.edu
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