Donnerstag, 24. April 2014

Kontinente auch auf Super-Erden möglich


Künstlerische Darstellung der Vorstellung verschiedener Super-Erden im Vergleich zur Erde (o.r.). | Copyright: NASA/Ames/JPL-Caltech

Evanston (USA) - Felsplaneten mit einer 1,5- bis zu 15-fachen Masse der Erde werden als "Super-Erden" bezeichnet. Dieser Name sagt jedoch noch nichts darüber aus, ob es auf diesen großen Planeten auch Leben gibt, geschweige denn ob sie überhaupt lebensfreundlich sind. Zweifelsohne sind sie also "erdartig" - ob sie aber auch "erdähnlich" sind, ist deshalb immer noch Inhalt kontroverser Fachdiskussionen. Eine neue Studie widerspricht nun einigen der bisherigen Theorien, wonach es sich bei Super-Erden um reine Wasserwelten handelt. Stattdessen, so die Forscher, könnten sich aus vielen der dortigen Ozeane durchaus auch Kontinente erheben, wodurch nicht nur Leben in den außerirdischen Meeren, sondern auch an Land möglich wäre.

Wie die Forscher um Nicolas Cowan von der Northwestern University und Dorian Abbot, von der University of Chicago in der Fachzeitschrift "The Astrophysical Journal" (DOI: 10.1088/0004-637X/781/1/27) berichten, gelten Super-Erden vielen Astrophysikern deshalb als reine Wasserwelten, da davon ausgegangen wird, dass ihre starke Oberflächengravitation nur eine vergleichsweise flache Oberflächengeographie aber große und tiefe Ozeane entstehen lässt.

In ihrer Studie anhand von Modellberechnungen der fernen Super-Erden und der Art und Weise, wie diese Planeten Wasser sowohl auf der Oberfläche als auch im Planetenmantel speichern können, kommen die Wissenschaftler nun aber zu der Schlussfolgerung, dass es auch auf Super-Erden durch Plattentektonik zu freiliegenden Kontinenten kommen kann. Voraussetzung ist jedoch, dass die Wassermasse auf einem solchen Planeten weniger als 0,2 Prozent der gesamten Planetenmasse beträgt.


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"Ein Planet könnte bis zu zehnmal feuchter sein als unsere Erde und immer noch erhabene Kontinente aufweisen", so Cowan. "Diese Erkenntnis ist wichtig, um besser zu verstehen, wie solche Welten aussehen und altern."


Wie auf der Erde, so könnte die Bewegung der Kontinentalplatten (Plattentektonik) auch auf einigen Super-Erden dazu führen, dass Wassermassen zwischen Ozeanen und Planetenmantel kontinuierlich durch Tiefengestein ausgetauscht werden.


"Die Erde ist der einzige bekannte Planet, der sowohl Plattentektonik als auch einen tiefen Wasserkreislauf besitzt. Das ist also schon mal ein guter Ausgangspunkt.", so Cowan.


Zudem führe die stärkere Gravitation an den tiefen Meeresböden von Super-Erden dazu, dass durch den höheren Druck mehr Wasser in den Planetenmantel gepresst und dort gebunden bleibt.


Da bislang aber selbst angesichts unserer eigenen Erde die Verteilung von Wasser zwischen Oberfläche und Mantel noch nicht gänzlich bekannt ist (...wir berichteten), beinhalten natürlich auch die auf der Erde basierenden Modelle der beiden Forscher noch einige Unsicherheiten. Bedeutend für das Ergebnis der Modellberechnungen ist auch, dass es auf den fernen Super-Erden überhaupt zu Plattentektonik kommt. Um diesen Unsicherheiten soweit wie möglich zu begegnen, ziehen die Forscher in ihrem Artikel nur stark konservative Schlussfolgerungen. Doch selbst diese Minimalwerte legen nahe, dass Super-Erden nicht zwangsläufig reine Wasserwelten sein müssen.


Eindeutige Antworten werden aber erst Teleskope der nächsten Generation liefern können, mit denen Astronomen belastbare Direktdaten über die Zusammensetzung und Oberflächenstruktur extrasolarer Planeten (sog. Exoplaneten) ermitteln können. "Hierzu würde man aber zumindest ein Weltraumteleskop mit einem mehrere Meter durchmessenden Spiegel benötigen, der zudem über einen mehre tausend Kilometer entfernt positionierten sogenannten 'Starshade'-Coronagraphen verfügt. Das von der NASA geplante WFIRST-Teleskop könnte diese Aufgabe meistern und schon in den 2030er Jahren starten."


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Quelle: astrobio.net
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