Der Eindruck dieses Künstlers zeigt das Planetensystem um den sonnenähnlichen Stern HD 10180. Calçada
Unsere Erde fühlt sich für uns Lebensformen wie ein warmer und einladender Ort an, aber jenseits unseres kleinen Planeten ist der Großteil des Sonnensystems zu kalt, um bequem zu leben. Eine neue Studie legt nahe, dass Planeten in anderen Sonnensystemen möglicherweise bewohnbarer sind als unsere eigenen, da sie insgesamt wärmer wären - bis zu 25% wärmer. Dies würde sie geologisch aktiver machen und mit größerer Wahrscheinlichkeit genug flüssiges Wasser zurückhalten, um das Leben zumindest in seiner mikrobiellen Form zu unterstützen. Die „Goldlöckchen-Zone“ um andere Sterne - die bewohnbare Region - wäre wiederum größer als die Zone in unserem eigenen Sonnensystem.
Diese neue Studie stammt von Geologen und Astronomen der Ohio State University, die sich zusammengetan haben, um auf neue Weise nach fremdem Leben zu suchen.
Sie untersuchten acht „Sonnenzwillinge“ unserer Sonne - Sterne, die in Größe, Alter und Gesamtzusammensetzung sehr genau mit der Sonne übereinstimmen -, um die Menge der darin enthaltenen radioaktiven Elemente zu messen. Diese Sterne stammen aus einem Datensatz, der mit dem hochgenauen Radial Velocity Planet Searcher-Spektrometer am European Southern Observatory in Chile aufgenommen wurde.
Sie suchten die Sonnenzwillinge nach Elementen wie Thorium und Uran, die für die Plattentektonik der Erde wesentlich sind, weil sie das Innere unseres Planeten erwärmen. Die Plattentektonik hilft dabei, das Wasser auf der Erdoberfläche zu halten. Daher wird die Existenz der Plattentektonik manchmal als Indikator für die Gastfreundschaft eines Planeten angesehen.
Von den acht Sonnenzwillingen, die das Team bisher untersucht hat, scheinen sieben viel mehr Thorium zu enthalten als unsere Sonne - was darauf hindeutet, dass alle Planeten, die diese Sterne umkreisen, wahrscheinlich auch mehr Thorium enthalten. Das bedeutet, dass das Innere der Planeten wahrscheinlich wärmer ist als das unsere.
Zum Beispiel enthält ein Stern in der Umfrage 2,5-mal mehr Thorium als unsere Sonne, so das Teammitglied und Doktorand Cayman Unterborn aus Ohio. Er sagt, dass terrestrische Planeten, die sich um diesen Stern gebildet haben, wahrscheinlich 25 Prozent mehr innere Wärme erzeugen als die Erde, wodurch die Plattentektonik länger in der Geschichte eines Planeten bestehen bleibt und mehr Zeit für das Leben bleibt.
„Wenn sich herausstellt, dass diese Planeten wärmer sind als bisher angenommen, können wir die bewohnbare Zone um diese Sterne effektiv vergrößern, indem wir die bewohnbare Zone weiter vom Wirtsstern entfernen und mehr dieser Planeten als gastfreundlich für das mikrobielle Leben betrachten ", Sagte Unterborn, der die Ergebnisse diese Woche auf dem Treffen der American Geophysical Union in San Francisco vorstellte.
"Wenn sich herausstellt, dass diese Planeten wärmer sind als bisher angenommen, können wir die bewohnbare Zone um diese Sterne effektiv vergrößern."
"An diesem Punkt können wir mit Sicherheit nur sagen, dass die Menge der radioaktiven Elemente in Sternen wie unseren auf natürliche Weise variiert", fügte er hinzu. "Mit nur neun Proben, einschließlich der Sonne, können wir nicht viel über das volle Ausmaß dieser Variation in der gesamten Galaxie sagen. Aber was wir über die Planetenbildung wissen, wissen wir, dass die Planeten um diese Sterne wahrscheinlich dieselbe Variation aufweisen, was Auswirkungen auf die Möglichkeit des Lebens hat. “
Seine Beraterin Wendy Panero, außerordentliche Professorin an der School of Earth Sciences im US-Bundesstaat Ohio, erklärte, dass radioaktive Elemente wie Thorium, Uran und Kalium im Erdmantel vorhanden sind. Diese Elemente erwärmen den Planeten von innen auf eine Weise, die völlig unabhängig von der Wärme ist, die vom Erdkern ausgeht.
"Der Kern ist heiß, weil er heiß angefangen hat", sagte Panero. "Aber der Kern ist nicht unsere einzige Wärmequelle. Ein vergleichbarer Beitrag ist der langsame radioaktive Zerfall von Elementen, die sich hier befanden, als sich die Erde bildete. Ohne Radioaktivität würde es nicht genug Wärme geben, um die Plattentektonik anzutreiben, die die Oberflächenmeere auf der Erde aufrechterhält. "
Die Beziehung zwischen Plattentektonik und Oberflächenwasser ist komplex und nicht vollständig verstanden. Panero nannte es "eines der großen Geheimnisse der Geowissenschaften". Die Forscher beginnen jedoch zu vermuten, dass die gleichen Kräfte der Wärmekonvektion im Erdmantel, die die Erdkruste bewegen, auch die Wassermenge in den Ozeanen regulieren.
"Es scheint, dass ein Planet, wenn er einen Ozean über geologische Zeiträume hinweg behalten will, eine Art Krusten-Recyclingsystem benötigt, und für uns ist das Mantelkonvektion", sagte Unterborn.
Insbesondere das mikrobielle Leben auf der Erde profitiert von der Wärme unter der Oberfläche. Zahlreiche Mikroben, die als Archaeen bekannt sind, sind nicht auf die Sonne als Energiequelle angewiesen, sondern leben direkt von der Wärme, die tief im Erdinneren entsteht.
Auf der Erde stammt der größte Teil der Wärme aus dem radioaktiven Zerfall aus Uran. Planeten, die reich an Thorium sind, das energetischer als Uran ist und eine längere Halbwertszeit hat, würden heißer "laufen" und länger heiß bleiben, sagte er, was ihnen mehr Zeit gibt, Leben zu entwickeln.
Unterborn sagte, es sei wahrscheinlich das Glück der Auslosung, warum unser Sonnensystem weniger Thorium hat.
„Alles beginnt mit Supernovae. Die in einer Supernova erzeugten Elemente bestimmen die Materialien, die für die Bildung neuer Sterne und Planeten zur Verfügung stehen. Die von uns untersuchten Sonnenzwillinge sind in der Galaxie verstreut, sodass sie sich alle aus verschiedenen Supernovae gebildet haben. Es ist einfach so, dass sie bei ihrer Bildung mehr Thorium zur Verfügung hatten als wir. “
Jennifer Johnson, außerordentliche Professorin für Astronomie am Ohio State und Mitautorin der Studie, warnte davor, dass die Ergebnisse vorläufig seien. "Alle Anzeichen deuten auf Ja hin - es gibt einen Unterschied in der Häufigkeit radioaktiver Elemente in diesen Sternen, aber wir müssen sehen, wie robust das Ergebnis ist", sagte sie.
Um diese Forschung fortzusetzen, möchte das Team eine detaillierte statistische Analyse des Rauschens in den HARPS-Daten durchführen, um die Genauigkeit seiner Computermodelle zu verbessern. Dann wird er Teleskopzeit suchen, um nach mehr Sonnenzwillingen zu suchen.
Quelle: Ohio State University
