Wissenschaftler, die die Galaxie nach Planeten absuchen, welche die Bewährungsprobe der Aufrechterhaltung wasserbasierten Lebens bestehen könnten, müssen wissen, ob diese Planeten in der habitable Zone liegen. Eine neue Arbeit unter Leitung eines Teams von der Pennsylvania State University wird den Wissenschaftlern bei dieser Suche helfen.
Unter Verwendung der neuesten Daten entwickelte das Team vom Department of Geosciences ein aktualisiertes Modell, um zu bestimmen, ob entdeckte Planeten innerhalb der habitablen Zone liegen – dort, wo sie flüssiges Wasser beherbergen und damit Leben unterstützen könnten. Die Arbeit wird in einer Abhandlung beschrieben, die für die Veröffentlichung im Astrophysical Journal akzeptiert wurde, und basiert auf einem vorherigen Modell von James Kasting, dem Evan Pugh Professor of Geosciences an der Pennsylvania State University. Sie bietet eine genauere Berechnung darüber, wo habitable Zonen um einen Stern gefunden werden können.
Durch den Vergleich der neuen Schätzungen mit dem früheren Modell fand das Team heraus, dass habitable Zonen tatsächlich weiter von den Sternen entfernt sind als bislang gedacht. “Das hat Auswirkungen auf die Entdeckung anderer Planeten mit Leben auf ihnen”, sagte der Postdoktorand Ravi Kumar Kopparapu, ein leitender Forscher der Studie.
Für die Studie nutzten Kopparapu und der Student Ramses Ramirez aktualisierte Absorptionsdatenbank über Treibhausgase (HITRAN und HITEMP). Die Datenbanken enthalten genauere Informationen über Wasser und Kohlenstoffdioxide, als bislang verfügbar waren und erlaubten dem Forschungsteam neue Schätzungen auf Basis des bahnbrechenden Modells, das Kasting vor 20 Jahren erschuf.
Mit diesen Daten und mit Hilfe von Supercomputern der Pennsylvania State University und der University of Washington war das Team in der Lage, die habitablen Zonen um andere Sterne zu berechnen. In dem früheren Modell wurden Wasser und Kohlenstoffdioxid nicht so stark absorbiert, deswegen mussten sich die Planeten näher an dem Stern befinden, um in der habitablen zu liegen.
Das neue Modell hat bereits gezeigt, dass sich manche extrasolaren Planeten, von denen man bislang annahm, dass sie in den habitablen Zonen liegen, tatsächlich nicht in den habitablen Zonen befinden. Das neue Modell könnte Wissenschaftlern auch bei Forschungsprojekten helfen, die schon im Gange sind. Beispielsweise könnte das Modell genutzt werden, um zu sehen, ob die von der Kepler-Mission entdeckten Planeten innerhalb einer habitablen Zone liegen. Die Kepler-Mission hat mehr als 2.000 potenzielle Systeme gefunden, die untersucht werden könnten.
Die Daten könnten den Habitable Zone Planet Finder unterstützen, der von einem Forschungsteam vom Department of Astronomy and Astrophysics am Eberly College of Science der Pennsylvania State University konstruiert wird. Im Jahr 2011 erhielt das Team Fördergelder der National Science Foundation, um ein Instrument für die Entdeckung von Planeten in habitablen Zonen zu entwickeln. Der im Bau befindliche Präzisionsspektrograf wird Wissenschaftlern helfen, erdgroße Planeten in der Milchstraße zu finden, die flüssiges Wasser ermöglichen könnten.
In der Zukunft könnte das Modell auch hilfreich für Forschungsarbeiten mit erdgebundenen Teleskopen zur Planetenentdeckung sein, die den Nutzern der großen Teleskope zeigen würden, wo sie suchen müssen. Obwohl die Erde in dem neuen Modell am Rand der habitablen Zone erscheint, berücksichtigt das Modell nicht die Rückwirkung von Wolken, die Strahlung von der Erde wegreflektieren und das Klima stabilisieren.
Neben Kopparapu, Ramirez und Kasting arbeiteten Vincent Eymet und das Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux der Universite de Bordeaux (Frankreich), Tyler D. Robinson von der University of Washington, Suvrath Mahadevan und Ryan C. Terrien sowie Rohit Deshpande von der Pennsylvania State University, Shawn Domagal-Goldman vom Goddard Space Flight Center der NASA und Victoria Meadows von der University of Washington an dem Projekt mit.
Das Virtual Planetary Laboratory des Astrobiology Institute der NASA unterstützt die Forschungsarbeit.
Ein interaktives Programm zur Abschätzung von habitablen Zonen ist verfügbar unter:
http://depts.washington.edu/naivpl/content/hz-calculator
Quelle: http://live.psu.edu/story/63930
(THK)
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