Terminatorzonen auf Exoplaneten könnten Leben beherbergen

Künstlerische Darstellung eines "Terminatorplaneten" mit einer permanenten Tagseite und einer permanenten Nachtseite. Die dazwischen liegende Terminatorzone könnte ein lebensfreundliches Klima aufweisen. (Credits: Ana Lobo / UCI)
Künstlerische Darstellung eines "Terminatorplaneten" mit einer permanenten Tagseite und einer permanenten Nachtseite. Die dazwischen liegende Terminatorzone könnte ein lebensfreundliches Klima aufweisen. (Credits: Ana Lobo / UCI)

In einer neuen Studie beschreiben Astronomen von der University of California in Irvine (UCI), wie extraterrestrisches Leben innerhalb einer bestimmten Region auf fernen Exoplaneten existieren könnte, die als Terminatorzone bezeichnet wird. Das ist eine ringförmige Zone auf Planeten, die eine Seite ständig ihrem Heimatstern zuwenden, während die andere immer dunkel ist.

“Diese Planeten besitzen eine Seite, auf der ständig Tag herrscht und eine permanente Nachtseite”, sagte Ana Lobo, eine Postdoktorandin am Department of Physics & Astronomy der UCI. Sie ist die Leiterin der neuen Studie, die kürzlich im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde. Lobo sagte, dass solche Planeten besonders häufig seien, weil sie um sogenannte M-Zwerge kreisen. M-Zwerge sind etwas lichtschwächer als unsere Sonne, aber existieren in großer Anzahl in der Milchstraßen-Galaxie.

Der Terminator ist die Trennlinie zwischen der Tag- und der Nachtseite des Planeten. Terminatorzonen könnten genau den richtigen Temperaturbereich zwischen zu heiß und zu kalt aufweisen. “Man will einen Planeten, der genau die richtige Temperatur für flüssiges Wasser besitzt, weil flüssiges Wasser eine Grundvoraussetzung für Leben ist, soweit der Wissenschaft bekannt ist”, sagte Lobo.

Auf den dunklen Seiten dieser Planeten würde die permanente Nacht frostige Temperaturen bedeuten, so dass jedes Wasser zu Eis gefroren wäre. Die dem Stern zugewandte Seite könnte zu heiß sein, so dass sich Wasser nicht lange halten könnte.

“Das ist ein Planet, auf dessen Tagseite es brütend heiß sein kann – weit jenseits der Bewohnbarkeit – und dessen Nachtseite gefroren und möglicherweise von Eis bedeckt sein kann. Auf der Nachtseite könnten große Gletscher existieren”, sagte Lobo.

Lobo und Prof. Aomawa Shields von der UCI simulierten das Klima auf solchen Planeten mittels Software, die normalerweise für die Modellierung des Klimas auf unserem eigenen Planeten verwendet wird, allerdings mit ein paar Anpassungen, darunter die Verlangsamung der Rotationsgeschwindigkeit.

Es ist vermutlich das erste Mal, dass Astronomen zeigen konnten, dass solche Planeten ein bewohnbares Klima aufrechterhalten können, welches auf diese Terminatorregion begrenzt ist. Bisher haben Forscher hauptsächlich von Ozeanen bedeckte Exoplaneten bei ihrer Suche nach bewohnbaren Kandidaten untersucht. Aber jetzt, da Lobo und ihr Team gezeigt haben, dass “Terminatorplaneten” auch aussichtsreiche Orte für Leben sind, könnte das die Möglichkeiten für Astronomen bei der Suche nach Leben verbessern.

“Wir versuchen Aufmerksamkeit auf Planeten mit weniger Wasser zu lenken, die zwar keine ausgedehnten Ozeane besitzen, aber Seen oder andere kleinere Vorkommen mit flüssigem Wasser haben könnten, und diese Klimata könnten wirklich sehr vielversprechend sein”, sagte Lobo.

Ein Schlüssel zu dem Ergebnis war Lobo zufolge die Präzisierung, welche Art von Terminatorplanet flüssiges Wasser aufrechterhalten kann. Falls der Planet hauptsächlich von Wasser bedeckt ist, dann würde das Wasser auf der dem Stern zugewandten Seite wahrscheinlich verdampfen und den gesamten Planeten in eine dicke Schicht aus Wasserdampf hüllen. Aber wenn es dort Land gibt, sollte dieser Effekt nicht auftreten.

“Ana hat gezeigt, dass das Szenario, welches wir als ‘Terminatorbewohnbarkeit’ bezeichnen, viel leichter existieren kann, wenn es viel Landmasse auf dem Planeten gibt”, sagte Shields. “Diese neuen und exotischen Bewohnbarkeitszustände, die unser Team demonstriert, sind nicht länger Science-Fiction. Ana hat die Arbeit gemacht, um zu zeigen, dass solche Zustände klimastabil sein können.”

Die Erkennung von Terminatorzonen als potenzielle Standorte für Leben bedeutet auch, dass Astronomen die Art und Weise anpassen müssen, wie sie das Klima von Exoplaneten nach Anzeichen für Leben untersuchen, weil die von Leben produzierten Biosignaturen nur in bestimmten Bereichen der planetaren Atmosphäre vorhanden sein könnten.

Die Studie wird auch zukünftige Projekte mit Teleskopen wie dem James Webb Space Telescope oder dem derzeit bei der NASA entwickelten Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor Telescope unterstützen, weil sie nach Planeten suchen, die außerirdisches Leben beherbergen könnten.

“Durch die Erforschung dieser exotischen Klimazustände können wir unsere Chancen erhöhen, in der nahen Zukunft habitable Planeten zu finden und zu identifizieren”, sagte Lobo.

Quelle

(THK)

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