Fast vier Jahre lang flog das Kepler-Raumschiff der NASA durch den Weltraum und überblickte unsere Ecke der Galaxie. Es überwachte mehr als 150.000 Sterne und suchte nach Planeten von der Größe der Erde, die zu anderen Sonnensystemen gehörten. Die Mission hat nicht enttäuscht; Kepler fand unzählige Beispiele für einen Planetentyp, der als Supererde bekannt ist.
Diese fernen Planeten erinnern Sie vielleicht an Ihr Zuhause - sie sind felsig, kleiner als Gasriesen, befinden sich in der Nähe ihres Sterns und haben eine relativ dünne Atmosphäre. Aber sie sind viel größer als der blaue Marmor: Diese Supererden sind zwei- bis zehnmal hupender als unsere Erde.
Weil es so viele Supererden gibt, stellt sich die Frage: Was würde mit unserem Planeten passieren, wenn er zwei- oder sogar zehnmal so groß wäre wie jetzt?
Es ist möglich, dass die Erde und die anderen inneren Planeten unseres Sonnensystems in diese Richtung geleitet wurden, sagte Mickey Rosenthal, ein Doktorand, der die Planetenbildung an der Universität von Kalifornien in Santa Cruz studierte, gegenüber Live Science. Eine Theorie besagt, dass der gigantische Planet Jupiter so groß wurde, dass er den Zugang zu kosmischen Bausteinen versperrte, die erforderlich waren, um die inneren Planeten größer zu machen - und sie effektiv zu verhungern, sagte Rosenthal.
Unabhängig vom Grund für die aktuelle Größe der Erde gibt es keine Möglichkeit, wirklich zu wissen, was mit der Erde passieren würde, wenn sie super wäre. Aber Wissenschaftler haben einige Ideen, die auf dem basieren, was sie über unsere weit entfernten Cousins gelernt haben.
Für den Anfang wären Sie kürzer - Sie, der Mount Everest und jeder Baum im Sequoia-Nationalpark in Kalifornien -, denn wenn Sie die Größe eines Planeten erhöhen und alles andere identisch halten, nimmt auch die Schwerkraft zu. Wenn die Erde doppelt so groß wäre, wären Sie schwerer, weil die Schwerkraft mit zunehmender Dichte und zunehmendem Radius des Planeten zunimmt. Es würde mehr Energie erfordern, um der Anziehungskraft zu widerstehen, daher wären die Strukturen, die wir heute haben, nicht stark genug, um so hoch zu stehen wie jetzt.
Mit einem größeren Planeten und einem stärkeren Gravitationsfeld würde die Erde auch mehr Kollisionen erfahren, sagte Rory Barnes, ein Theoretiker, der die Bewohnbarkeit von Planeten an der Universität von Washington untersucht, gegenüber Live Science. Als Superplanet würde die größere Anziehungskraft der Erde immer mehr Asteroiden anziehen, so dass Kollisionen vom Typ "Armageddon" mehr Anlass zur Sorge geben würden als jetzt, sagte Barnes.
Wenn die hypothetische Supererde noch größer wäre, beispielsweise das Zehnfache ihrer aktuellen Masse, könnten dramatische Veränderungen im Erdinneren stattfinden. Der Eisenkern und der Flüssigkeitsmantel wären ebenfalls zehnmal größer, und wenn mehr Schwerkraft auf eine größere Masse einwirkt, würde der Druck unter der Erdoberfläche zunehmen. Dieser hohe Druck könnte dazu führen, dass sich der Eisenkern verfestigt, sagte Barnes.
Ab sofort erzeugen Konvektionsströme in unserem teilweise flüssigen Kern das Erdmagnetfeld. Aber wenn sich der Kern verfestigen würde, würden die Ströme aufhören und das Magnetfeld könnte geschwächt oder beseitigt werden, sagte Barnes. Wenn unser Magnetfeld verblassen oder verschwinden würde, wäre es sehr schlecht für das Leben auf der Erde, sagte Barnes.
Unser Magnetfeld "schützt das Leben auf dem Planeten vor der Unangenehmkeit des Weltraums", bemerkte Barnes. Ohne sie könnten geladene Teilchen, die durch den Weltraum fliegen, auch Sonnenstürme genannt, in die Erde eindringen. Und diese winzigen Partikel können alle Arten von Problemen verursachen, einschließlich des Aufbrechens von DNA und der Erhöhung des Krebsrisikos, sagte er.
Barnes wies auch darauf hin, dass ein größeres Inneres die Supererde vulkanisch aktiver machen könnte als jetzt. Wenn der Radius des Planeten zunimmt, gibt es mehr Energie im Inneren und weniger Orte, an denen diese Energie entweichen kann. Weitere Vulkanausbrüche wären nicht überraschend, sagte er. Auch die Plattentektonik wäre auf einer Supererde anders. Die genaue Wirkung ist jedoch noch offen. Ein größerer Mantel wäre auch heißer und würde möglicherweise stärkere Konvektionsströme verursachen, die die Platten stärker herumschieben würden. Im Gegensatz dazu ist es möglich, dass unter dem hohen Druck die Kruste vollständig miteinander verschmolzen ist und die Plattentektonik überhaupt nicht existiert.
Basierend auf den Supererden, die Wissenschaftler bisher gefunden haben, können wir nicht wirklich sicher sein, dass die Erde überhaupt bewohnbar wäre, wenn sie eine Supererde wäre. Das Kepler-Weltraumteleskop konnte am besten Planeten in der Nähe ihres Sterns erkennen - viel näher als die Erde an der Sonne. Die meisten der Erde bekannten Supererden sind ihrem Stern fast so nahe wie Merkur unserer Sonne.
Damit die Erde vergleichbar ist, müsste sie eine Umlaufbahn von etwa 100 Tagen haben, sagte Hilke Schlichting, Associate Professor für Astrophysik an der University of California in Los Angeles. Diese Umlaufbahn könnte in Systemen mit einem Stern bewohnbar sein, der kleiner als die Sonne ist, aber wenn unsere Erde so nah an unserer Sonne wäre, würde das gesamte Wasser auf dem Planeten verdampfen, sagte Schlichting.
Mit anderen Worten, die Erde würde sich außerhalb der bewohnbaren Zone befinden und im Wesentlichen ein Dampfplanet werden, sagte sie.
Überraschenderweise scheinen viele der bisher entdeckten Supererden wasserreich zu sein, wie ganze Wasserwelten, sagte Rodrigo Luger, Flatiron Research Fellow am Center for Computational Astrophysics der Simon Foundation in New York City, in einem Interview. Es ist möglich, dass sich diese Planeten aus großen Eisstücken bildeten und später in die Nähe ihrer Sterne wanderten, was dazu führte, dass ihr Eis schmolz, sagte er.
Diese Planeten sind jedoch möglicherweise nicht bewohnbar, da ihre tiefen Ozeane zu einer festen Eisschicht abfallen. Dieses Eis entsteht nicht durch niedrige Temperaturen, sondern durch den starken Druck des supertiefen Ozeans, der die Wassermoleküle in einen festen Zustand versetzt. Diese Eisschicht blockiert jegliche Wechselwirkung zwischen der Atmosphäre und dem Inneren des Planeten, was bedeutet, dass es keinen Kohlenstoffkreislauf (ein Prozess, bei dem Kohlenstoff durch die Atmosphäre, den Ozean und die Kruste zirkuliert) oder keinen Mineralaustausch (der die Langzeittemperatur der Erde über eine Wechselwirkung reguliert) gibt zwischen Atmosphäre und Mantel), so Luger. Das fördert nicht die Bewohnbarkeit - zumindest für das Leben, wie wir es kennen.
Die Realität ist, dass Wissenschaftler mehr Fragen zu Supererden haben als Antworten. Und wir verstehen die Physik unseres eigenen Inneren nicht vollständig, geschweige denn die eines Planeten, der viele Sonnensysteme entfernt ist, sagte Luger. Wir wissen nicht, was passieren würde, wenn die Erde übergroß oder näher an der Sonne wäre. Aber bis jetzt scheint es sehr glücklich zu sein, dass wir nicht auf einem Planeten leben, der eines dieser Dinge ist.
Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wurde aktualisiert, um festzustellen, dass die Schwerkraft zunehmen würde, wenn die Erde doppelt so groß wäre, aber nicht doppelt so stark. Um zu verdeutlichen, dass Supererden Planeten sind, die zwischen dem Zwei- und Zehnfachen der Masse unseres Planeten liegen.
