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Wie viele bewohnbare Planeten könnte es geben?
06. April 2005. Wie viele der etwa 130 bisher gefundenen Planetensysteme könnten erdähnliche Planeten enthalten? Und wie viele davon könnten bewohnbar sein? Eine neue theoretische Arbeit von Wissenschaftlern der Open University im englischen Milton Keynes kommt zu dem Ergebnis, dass möglicherweise die Hälfte der extrasolaren Planetensysteme eine zweite Erde enthalten könnte.


Eine zweite Erde (Quelle: Julian Baum). Vergrößerung

Leider sind die gegenwärtig existierenden Teleskope nicht in der Lage, diese kleinen „Erden“ zu sehen. Da sie einen wesentlich helleren Stern umkreisen, sind diese Planeten etwa so gut sichtbar wie ein Glühwürmchen im Schein eines Suchscheinwerfers.

Alle bisher entdeckten Planeten sind mindestens so groß wie der Gasriese Neptun. Und selbst diese konnten bisher nicht direkt (mit der Ausnahme) beobachtet werden, sondern wurden durch die Gravitationswirkung, die sie auf ihren Stern haben, gefunden.

Professor Barrie Jones erklärte auf dem RAS National Astronomy Meeting in Birmingham, wie er und sein Team eine Computersimulation verwendeten, um zu sehen, ob ‚Erden’ in den 130 bekannten Planetensystemen vorhanden sein könnten. Besonders interessierte sie, ob vorhandene Gasriesen in diesen Systemen die „Erden“ aus ihren Bahnen geworfen haben könnten.

„Wir sind besonders an stabilen Bahnen in der bewohnbaren Zone um die Sterne interessiert, die oft auch als ‚Goldilocks Zone’ bezeichnet wird,“ sagte Jones. Hier ist die Temperatur so, dass flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten existieren kann. Ist flüssiges Wasser vorhanden, könnte auch Leben, wie wir es kennen, vorhanden sein.“

Das Team der Open University entwickelte ein mathematisches Modell für jedes Exoplanetensystem mit dem Stern und den bekannten Gasriesen. Dann fügten sie einen erdähnlichen Planeten in der Goldilocks Zone hinzu um zu sehen, ob dieser auf einer stabilen Bahn bleiben würde.

Durch genauere Untersuchungen einiger typischer Exoplanetensysteme fanden die Forscher heraus, dass jeder Gasriese von zwei ‚Katastrophenzonen’ umgeben ist, jeweils eine innerhalb und außerhalb des Gasriesen. Innerhalb dieser Zonen verursacht die Gravitation des Gasriesen katastrophale Bahnänderungen der erdähnlichen Planeten. Das dramatische Ergebnis der Bahnänderung ist entweder eine Kollision mit dem Gasriesen oder dem Stern, oder eine Verlagerung der Umlaufbahn in die kalten, äußeren Bereiche des Systems.

Die Astronomen stellten fest, dass die Katastrophenzonen nicht nur von der Masse des Gasriesen abhängen (ein bekanntes Ergebnis), sondern auch von der Exzentrität (je elliptischer eine Umlaufbahn, desto höher ist ihre Exzentrität) der Umlaufbahn. Sie stellten so Regeln für die Ausdehnungen der Katastrophenzonen auf.

Sie wendeten diese Regeln auf jedes extrasolare Planetensystem an – eine wesentlich schnellere Methode als das Studium jedes einzelnen Systems. Die Goldilocks Zonen wurden nun mit den Katastrophenzonen abgeglichen, um zu sehen, ob es ganz oder teilweise sichere Umlaufbahnen für bewohnbare Planeten gibt.

Etwa die Hälfte der bekannten Planetensysteme bietet eine stabile Zone für einen Zeitraum, der sich von heute lange genug in die Vergangenheit erstreckt, um die Entwicklung von Leben zuzulassen. Die Studie geht davon aus, dass sich erdähnliche Planeten in diesen Zonen grundsätzlich bilden konnten, was den Wissenschaftlern wahrscheinlich erscheint.

Die Situation wird jedoch durch die Tatsache kompliziert, dass die Goldilocks Zone mit zunehmendem Alter eines Sterns nach außen wandert, was in einigen Fällen die Bedingungen für die Entwicklung von Leben verändern kann. So könnte die sichere Zone in einigen Fällen nur in der Vergangenheit bestanden haben, während sie in anderen erst in Zukunft entsteht.

Dieses Szenario der wandernden Goldilocks Zone erhöht die Wahrscheinlichkeit von ‚lebenden Planeten’ irgendwann während der Lebenszeit eines Sterns auf etwa zwei Drittel.  

Quelle: Royal Astronomical Society zur Startseite...
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