Das erste Leben im Universum könnte auf Kohlenstoffplaneten entstanden sein

Diese künstlerische Darstellung zeigt einen Kohlenstoffplaneten im Orbit um einen sonnenähnlichen Stern. Blaue Gebiete stellen Wasser auf der Oberfläche des Planeten dar, potenzielle Habitate für außerirdisches Leben. (Christine Pulliam (CfA), Sun image: NASA / SDO)
Diese künstlerische Darstellung zeigt einen Kohlenstoffplaneten im Orbit um einen sonnenähnlichen Stern. Blaue Gebiete stellen Wasser auf der Oberfläche des Planeten dar, potenzielle Habitate für außerirdisches Leben. (Christine Pulliam (CfA), Sun image: NASA / SDO)

Unsere Erde besteht aus Silikatgesteinen, einem Eisenkern und einer dünnen Fassade aus Wasser und Leben. Aber die ersten potenziell bewohnbaren Welten, die im Universum entstanden, könnten ganz anders gewesen sein. Eine neue Forschungsarbeit spricht dafür, dass die Planetenentstehung im frühen Universum kohlenstoffbasierte Planeten aus Graphit, Carbiden und Diamant hervorgebracht haben könnte. Astronomen könnten diese Diamantwelten finden, indem sie nach einer seltenen Sternklasse suchen.

“Diese Arbeit zeigt, dass sogar Sterne mit einem kleinen Bruchteil der Kohlenstoffmenge unseres Sonnensystems Planeten besitzen können”, sagte die Hauptautorin Natalie Mashian, eine Doktorandin an der Harvard University. “Wir haben gute Gründe anzunehmen, dass außerirdisches Leben kohlenstoffbasiert sein wird wie das Leben auf der Erde. Das ist auch ein gutes Zeichen für die Möglichkeit von Leben im frühen Universum”, ergänzte sie.

Das primordiale Universum bestand hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Es fehlte an chemischen Elementen wie Kohlenstoff und Sauerstoff, die notwendig sind für Leben, wie wir es kennen. Erst nachdem die ersten Sterne als Supernovae explodierten und die Samen für die zweite Generation säten, wurde die Bildung von Planeten und Leben möglich.

Mashian und ihr Doktorvater Avi Loeb vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics untersuchten eine bestimmte Klasse alter Sterne, die als kohlenstoffangereicherte, metallarme (carbon-enhanced metal-poor, CEMP) Sterne bezeichnet werden. Diese Sterne enthalten nur ein Hunderttausendstel des Eisengehalts unserer Sonne. Sie entstanden demnach, bevor der interstellare Weltraum weithin mit schweren Elementen angereichert worden war. “Diese Sterne sind Fossilien aus dem jungen Universum”, erklärte Loeb. “Indem wir sie untersuchen, können wir sehen, wie Planeten und möglicherweise das Leben im Universum entstanden.”

Obwohl es CEMP-Sternen im Vergleich mit unserer Sonne an Eisen und anderen schweren Elementen mangelt, besitzen sie mehr Kohlenstoff, als man aufgrund ihres Alters erwarten würde. Diese relative Häufigkeit würde die Planetenentstehung beeinflussen, weil lockere Kohlenstoffstaubkörnchen zusammenklumpen, um pechschwarze Welten zu bilden.

Aus der Entfernung wären diese Kohlenstoffplaneten schwer von erdähnlicheren Welten zu unterscheiden. Ihre Massen und physischen Größen wären vergleichbar. Astronomen müssten ihre Atmosphären erforschen, um Anzeichen für ihre wahre Natur zu finden. Gase wie Kohlenstoffmonoxid und Methan würden diese ungewöhnlichen Welten einhüllen.

Mashian und Loeb argumentieren, dass eine spezielle Suche nach Planeten um CEMP-Sterne unter Verwendung der Transitmethode durchgeführt werden kann. “Das ist eine praktische Methode, um herauszufinden, wie frühe Planeten im jungen Universum entstanden sein könnten”, sagte Loeb. “Wir werden nie erfahren, ob sie existieren, wenn wir sie nicht suchen”, ergänzte Mashian.

Diese Forschungsarbeit wurde zur Veröffentlichung in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society angenommen und ist online verfügbar.

Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mit seinem Hauptsitz in Cambridge (Massachusetts) ist ein Gemeinschaftsprojekt des Smithsonian Astrophysical Observatory und des Harvard College Observatory. Wissenschaftler aus sechs Forschungsabteilungen untersuchen hier den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.

Quelle: https://www.cfa.harvard.edu/news/2016-12

(THK)

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