Um das Leben zu unterstützen, sollte ein Exoplanet einfach dort rumhängen, wo die Wärme seines Sterns für flüssiges Wasser genau richtig ist. Recht?
Nicht unbedingt. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass ein solcher Planet zur Unterstützung des Lebens möglicherweise auch Plattentektonik benötigt und diese in einem engeren Abstand vom Mutterstern ausgelöst wird.
Rory Barnes, Astronom an der Universität von Washington, ist Hauptautor eines Papiers, das von veröffentlicht werden soll Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe Dabei werden neue Berechnungen aus der Computermodellierung verwendet, um eine „bewohnbare Gezeitenzone“ zu definieren.
Neben flüssigem Wasser glauben Wissenschaftler, dass Plattentektonik erforderlich ist, um überschüssigen Kohlenstoff aus seiner Atmosphäre zu ziehen und ihn in Felsen einzuschließen, um eine außer Kontrolle geratene Erwärmung des Gewächshauses zu verhindern. Die Tektonik oder die Bewegung der Platten, aus denen die Oberfläche eines Planeten besteht, wird normalerweise durch radioaktiven Zerfall im Kern des Planeten angetrieben. Die Schwerkraft eines Sterns kann jedoch Gezeiten auf dem Planeten verursachen, wodurch mehr Energie erzeugt wird, um die Plattentektonik anzutreiben.
"Wenn Sie Plattentektonik haben, können Sie eine langfristige Klimastabilität haben, die wir für eine Lebensvoraussetzung halten", sagte Barnes.
Die tektonischen Kräfte können nicht so stark sein, dass geologische Ereignisse die Oberfläche eines Planeten schnell wiederherstellen und Leben zerstören, das möglicherweise Fuß gefasst hätte, sagte er. Der Planet muss sich in einer Entfernung befinden, in der das Ziehen aus dem Gravitationsfeld des Sterns Tektonik erzeugt, ohne extreme vulkanische Aktivitäten auszulösen, die in zu kurzer Zeit wieder auftauchen, als dass das Leben gedeihen könnte.
"Insgesamt bewirkt diese Arbeit, dass die Anzahl der bewohnbaren Umgebungen im Universum oder zumindest das, was wir als bewohnbare Umgebungen angesehen haben, verringert wird", sagte Barnes. "Die besten Orte, um nach Bewohnbarkeit zu suchen, sind dort, wo sich diese neue Definition und die alte Definition überschneiden."
Die neuen Berechnungen haben Auswirkungen auf Planeten, die zuvor als zu klein für die Bewohnbarkeit angesehen wurden. Ein Beispiel ist der Mars, der früher Tektonik erlebte, aber diese Aktivität hörte auf, als die Wärme des zerfallenden inneren Kerns des Planeten abgeführt wurde.
Aber wenn sich Planeten ihren Sonnen nähern, wird die Anziehungskraft stärker, die Gezeitenkräfte nehmen zu und es wird mehr Energie freigesetzt. Wenn sich der Mars der Sonne nähert, könnten die Gezeitenschlepper der Sonne möglicherweise die Tektonik neu starten und Gase aus dem Kern freisetzen, um mehr Atmosphäre zu schaffen. Wenn der Mars flüssiges Wasser enthält, könnte es zu diesem Zeitpunkt für das Leben, wie wir es kennen, bewohnbar sein.
Verschiedene Jupitermonde gelten seit langem als potenziell lebensgefährlich. Aber einer von ihnen, Io, hat so viel vulkanische Aktivität, das Ergebnis der Gezeitenkräfte von Jupiter, dass er nicht als guter Kandidat angesehen wird. Die tektonische Aktivität verändert die Oberfläche von Io in weniger als 1 Million Jahren.
"Wenn das auf der Erde passieren würde, wäre es schwer vorstellbar, wie sich das Leben entwickeln würde", sagte Barnes.
Ein potenzieller erdähnlicher Planet, aber achtmal so massereich, namens Gliese 581d, wurde 2007 in etwa 20 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Waage entdeckt. Zuerst dachte man, der Planet sei zu weit von seiner Sonne entfernt, Gliese 581, um flüssiges Wasser zu haben, aber jüngste Beobachtungen haben ergeben, dass sich die Umlaufbahn innerhalb der bewohnbaren Zone für flüssiges Wasser befindet. Der Planet befindet sich jedoch außerhalb der bewohnbaren Zone für die Gezeitenkräfte seiner Sonne, was nach Ansicht der Autoren die Möglichkeit des Lebens drastisch einschränkt.
"Unser Modell sagt voraus, dass Gezeiten möglicherweise nur ein Viertel der Wärme ausmachen, die erforderlich ist, um den Planeten bewohnbar zu machen. Daher ist möglicherweise viel Wärme aus dem Zerfall radioaktiver Isotope erforderlich, um den Unterschied auszugleichen", sagte Jackson.
Barnes fügte hinzu: "Das Fazit ist, dass Gezeitenantrieb ein wichtiger Faktor ist, den wir bei der Suche nach bewohnbaren Planeten berücksichtigen müssen."
Quelle: Die University of Washington über Eurekalert. Das Papier finden Sie hier.
