Gasriesen könnten auch negative Effekte auf Exoplanetensysteme haben

Vergleich des Sternsystems TRAPPIST-1 mit unserem eigen Sonnensystem. (Credits: NASA / JPL / Caltech
Vergleich des Sternsystems TRAPPIST-1 mit unserem eigen Sonnensystem. (Credits: NASA / JPL / Caltech

Unser Sonnensystem hat einen bewohnbaren Planeten – die Erde. Eine neue Studie zeigt, dass andere Sterne ohne die Präsenz von Gasriesen wie Jupiter bis zu sieben erdähnliche Planeten haben könnten. Das ist die Schlussfolgerung einer Studie unter Leitung des Astrobiologen Stephen Kane von der UC Riverside. Die Studie wurde letzte Woche im Astronomical Journal veröffentlicht.

Die Suche nach Leben im fernen Weltraum konzentriert sich typischerweise darauf, was Wissenschaftler als die habitable Zone bezeichnen. Dabei handelt es sich um den Entfernungsbereich zu einem Stern, in dem ein umkreisender Planet flüssiges Wasser beherbergen könnte – eine Bedingung für Leben, wie wir es kennen. Kane untersuchte ein nahes Sternsystem namens TRAPPIST-1, das drei erdähnliche Planeten in seiner habitablen Zone aufweist. “Das führte mich zu der Frage, wie viele habitable Planeten ein Stern höchstens haben kann und warum unser Stern nur einen besitzt”, sagte Kane. “Das schien nicht fair zu sein.”

Sein Team entwickelte ein Modellsystem, in dem sie simulierte Planeten verschiedener Größen ihre Sterne umkreisen ließen. Ein Algorithmus berücksichtigte die Gravitationskräfte und und half bei der Prüfung, ob die Planeten im Verlauf von Millionen Jahren miteinander interagierten. Sie stellten fest, dass es für manche Sterne möglich ist, bis zu sieben Planeten mit flüssigem Wasser zu beherbergen. Ein Stern wie unsere Sonne kann potenziell sechs solcher Planeten unterstützen. “Bei mehr als sieben Planeten kommen sie einander zu nahe und destabilisieren gegenseitig ihre Umlaufbahnen”, sagte Kane.

Warum besitzt unser Sonnensystem dann nur einen bewohnbaren Planeten, wenn es imstande ist, sechs zu beherbergen? Es hilft, wenn die Bewegung der Planeten (annähernd) kreisförmig ist anstatt oval, so dass jede nahe Begegnung vermieden wird und stabile Umlaufbahnen erhalten bleiben. Kane vermutet auch, dass Jupiter, der 2,5 Mal mehr Masse besitzt als alle anderen Planeten des Sonnensystems zusammen, die Bewohnbarkeit unseres Systems begrenzte. “Er hat große Auswirkungen auf die Bewohnbarkeit unseres Sonnensystems, weil er massereich ist und andere Umlaufbahnen stört”, sagte Kane.

Es ist nur eine Handvoll Sterne bekannt, die mehrere Planeten in ihren habitablen Zonen besitzen. Kane plant, nach weiteren Sternen zu suchen, die ausschließlich kleinere Planeten haben. Diese Sterne werden Hauptziele für direkte Beobachtungen mit NASA-Teleskopen wie dem Habitable Exoplanet Observatory des Jet Propulsion Laboratory sein.

Kanes Studie identifizierte einen solchen Stern – Beta Cvn – der mit 27 Lichtjahren Entfernung relativ nah ist. Weil er keinen jupiterähnlichen Planeten besitzt, wird er einer der Sterne sein, die man nach mehreren Planeten in der habitablen Zone absucht.

Zukünftige Studien werden auch die Entwicklung neuer Modelle einbeziehen, die die atmosphärische Chemie von Planeten in der habitablen Zone um andere Sternsysteme erforschen. Projekte wie diese bieten nicht nur neue Wege bei der Suche nach Leben im Weltraum, sondern geben Wissenschaftlern auch Einblicke in die Kräfte, die eines Tages das Leben auf unserem eigenen Planeten verändern könnten.

“Obwohl wir wissen, dass die Erde den Großteil ihrer Geschichte bewohnbar war, bleiben viele offene Fragen darüber, wie sich diese günstigen Bedingungen mit der Zeit entwickelten und was diese Veränderungen angestoßen hat”, sagte Kane. “Durch die Messung der Eigenschaften von Exoplaneten, deren Evolutionsgeschichte vergleichbar mit unserer eigenen sein könnte, gewinnen wir einen Blick in die Vergangenheit und Zukunft dieses Planeten – und was wir tun müssen, um seine Bewohnbarkeit zu erhalten.”

Quelle

(THK)

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