Nach der Untersuchung dutzender Sterntypen und Planetenoberflächen haben Astronomen der Cornell University ein praktisches Modell entwickelt – einen Farb-“Decoder” –, um Anhaltspunkte über das Klima auf potenziell bewohnbaren Exoplaneten in weit entfernten Sonnensystemen zu bekommen.
“Wir schauten uns an, wie unterschiedliche Planetenoberflächen in den habitablen Zonen ferner Sonnensysteme das Klima auf Exoplaneten beeinflussen könnten”, sagte der Doktorand Jack Madden, der im Labor von Lisa Kaltenegger arbeitet, der Direktorin des Carl Sagan Institute an der Cornell University und Professorin für Astronomie. “Reflektiertes Licht von den Planetenoberflächen spielt eine entscheidende Rolle, nicht nur für das gesamte Klima, sondern auch für die registrierbaren Spektren von erdähnlichen Planeten”, sagte Madden.
Madden und Kaltenegger sind die Autoren der Studie “How Surfaces Shape the Climate of Habitable Exoplanets“, die am 18. Mai 2020 in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde.
In ihrer Studie kombinieren sie Details der Farbe von einer Planetenoberfläche und des Lichts von dessen Zentralstern, um ein Klima zu berechnen. Beispielsweise absorbiert ein Gesteinsplanet aus schwarzem Basalt Licht gut und wäre sehr heiß, aber das Hinzufügen von Sand oder Wolken würde den Planeten abkühlen. Und ein Planet mit Vegetation, der um einen rötlichen K-Stern kreist, wird wahrscheinlich kühlere Temperaturen aufweisen wegen der Art und Weise, wie diese Oberflächen das Licht ihres Zentralsterns reflektieren.
“Es ist ähnlich wie das Tragen eines dunklen Shirts an einem heißen Sommertag. Man heizt sich stärker auf, weil das dunkle Shirt kaum Licht reflektiert. Es hat eine geringe Albedo (absorbiert viel Licht) und speichert Wärme”, sagte Madden. “Wenn man eine helle Farbe wie Weiß trägt, reflektiert deren hohe Albedo das Licht, und das Shirt hält den Träger kühl.”
“Bei Sternen und Planeten ist es das gleiche”, sagte Kaltenegger. “Abhängig von dem Sterntyp und der dominierenden Farbe des Exoplaneten (oder der Albedo) kann die Farbe des Planeten einen Teil der von dem Stern abgegebenen Energie abschwächen. Die Zusammensetzung der Oberfläche eines Exoplaneten, wie viele Wolken den Planeten umgeben und der Sterntyp können das Klima auf einem Exoplaneten entscheidend verändern.”
Madden sagte, dass kommende Instrumente wie das Extremely Large Telescope Wissenschaftlern ermöglichen werden, Daten zur Überprüfung eines Katalogs mit Klimavorhersagen zu sammeln. “Zwischen der Farbe einer Oberfläche und dem Licht, das darauf trifft, gibt es wichtige Wechselwirkungen”, sagte er. “Die von uns gefundenen Effekte basierend auf den Eigenschaften einer planetaren Oberfläche können bei der Suche nach Leben helfen.”
Diese Studie wurde von der Brinson Foundation und dem Carl Sagan Institute unterstützt.
(THK)
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