Freitag, 25. Februar 2011

Gezeiten beeinflussen habitable Zonen um massearme Sterne

Künstlerische Darstellung eines felsigen Exoplaneten | Copyright: NASA

Potsdam/ Deutschland - Gezeitenkräfte können die sogenannte habitable Zone um massearme Sterne, jenem Abstand also, wie er auf Planeten gemäßigte Temperaturen, damit flüssiges Wasser und möglicherweise auch erdähnliches Leben ermöglicht, unbewohnbar machen. Zu diesem Ergebnis kommt ein Forscherteam von Astronomen um René Heller vom "Astrophysikalischen Institut Potsdam" (AIP) in einer aktuell publizierten Studie.

Bisher gingen die meisten Astrophysiker davon aus, dass vor allem die Entfernung des Planeten zu seinem Mutterstern und die atmosphärische Zusammensetzung des Planeten seine Oberflächentemperatur regeln. Heller und seine Kollegen haben nun den Einfluss von Gezeiten untersucht, die zwischen massearmen Sternen und ihren potenziellen erdähnlichen Begleitern wirken. Aufgrund dieser Erkenntnis fordern die Wissenschaftler nun eine Modifikation des traditionellen Konzepts und der Definition der habitablen Zone.

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Verantwortlich für die Beeinflussung seien vornehmlich drei Effekte: "Erstens bewirken Gezeiten eine Aufrichtung der planetaren Rotationsachsen gegen die Umlaufbahn auf 90 Grad und das bereits innerhalb weniger Millionen Jahre. Auf der Erde beträgt dieser Winkel dank des Bahndrehimpulses des Erdmonds konstante 23,5 Grad und verursacht unsere Jahreszeiten. Auf erdähnlichen Planeten in der habitablen Zone um massearme Sterne gäbe es demnach keine Jahreszeiten. Das wiederum verursacht enorme Temperaturunterschiede zwischen den Polen und dem Äquator. Sie bewirken extreme Winde und langfristig ein Ausfrieren der Atmosphäre an den Polen und eine Evaporation am Äquator. Als zweiter Effekt tritt, ähnlich wie auf dem Jupitermond Io, welcher von globalem Vulkanismus gekennzeichnet ist, zwischen massearmen Sternen und terrestrischen Planeten in der habitablen Zone eine starke Gezeitenheizung auf. Sie vermag den Planeten umfassend unbewohnbar zu machen. Darüber hinaus veranlassen Gezeiten drittens, dass sich die Rotationsperiode von Exoplaneten in der habitablen Zone massearmer Sterne langfristig der Orbitperiode nähert. Das bedeutet, innerhalb eines Bahnumlaufs erfolgt dann nur eine Eigendrehung des Planeten. In diesem Zustand wird nur noch eine Hälfte des Planeten vom Stern bestrahlt und erhitzt, während die andere in ewiger Dunkelheit ausfriert."

Die habitable Zone, so die AIP-Pressemitteilung, um massearme Sterne sei also zumindest nicht komfortabel, womöglich nicht einmal habitabel. Bislang galten massearme Sterne als aussichtsreiche Kandidaten für habitable, planetare Begleiter. "Die verheißungsvollen erdähnlichen Planeten, die mittlerweile um massearme Sterne gefunden werden und unter denen sich bereits die ersten Kandidaten in der traditionellen habitablen Zone befinden, müssen also nun auf Gezeiten analysiert werden", so die Forscher.

Vor dem Hintergrund der neuen Faktoren haben die Astronomen um Heller auch den kürzlich noch als ersten bewohnbaren Exoplaneten gefeierten Kandidaten "Gliese 581g" (...wir berichteten s. Links u.) nochmals zumindest theoretisch untersucht. Das Ergebnis: Auf dem Planeten keine Jahreszeiten mehr geben dürfte und dass unter Annahme einer kreisförmigen Umlaufbahn die Länge eines Tages auf dem Planeten identisch mit der Länge eines Jahres wäre. Der Planet besäße somit kein flüssiges Oberflächenwasser und wäre somit zumindest nach irdischen Maßstäben höchstwahrscheinlich unbewohnbar.

"Generell sieht es für Leben auf erdähnlichen Planeten in der traditionellen habitablen Zone um massearme Sterne schlecht aus, wenn wir Gezeiten berücksichtigen. Auf der Suche nach einer zweiten Erde, so scheint es, müssen wir uns auch auf die Suche nach einer zweiten Sonne begeben", so Heller.

Bereits zuvor hatten US-Astronomen erklärt, dass der häufigsten Typus von Sternen, sogenannte Rote Zwerge, die aufgrund ihres relativ hohen Alters von meist mehr als 10 Milliarden Jahren als hoffnungsvolle Kandidaten für Leben auf diese Zwergsterne umkreisenden Planeten galten, potentielles Leben auf ihren Planeten sogar gefährden. Grund hierfür seien auffallend häufige und gewaltige Eruptionen dieser fernen Sonnen deren Strahlung Leben schädigen könnte (...wir berichteten).

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Quellen: aip.de / grenzwissenschaft-aktuell.de
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