Bereits im August 2016 wurde die Existenz eines erdähnlichen Planeten direkt neben unserem Sonnensystem bestätigt. Um die Sache noch aufregender zu machen, wurde bestätigt, dass dieser Planet auch in der bewohnbaren Zone seines Sterns umkreist. Seit dieser Zeit sind Astronomen und Exoplanetenjäger damit beschäftigt, alles über diesen felsigen Planeten, bekannt als Proxima b, herauszufinden. In erster Linie war in aller Munde, wie wahrscheinlich es ist, dass es bewohnbar ist.
Seitdem sind jedoch zahlreiche Studien aufgetaucht, die darauf hinweisen, dass Proxima b angesichts der Tatsache, dass es einen M-Typ (Roter Zwerg) umkreist, Schwierigkeiten haben würde, das Leben zu unterstützen. Dies war sicherlich die Schlussfolgerung einer neuen Studie, die von Forschern des Goddard Space Flight Center der NASA durchgeführt wurde. Wie sie zeigten, würde ein Planet wie Proxima b nicht in der Lage sein, eine erdähnliche Atmosphäre sehr lange aufrechtzuerhalten.
Rote Zwergsterne sind die häufigsten im Universum und machen allein in unserer Galaxie schätzungsweise 70% der Sterne aus. Daher sind Astronomen natürlich daran interessiert zu wissen, wie wahrscheinlich es ist, dass sie bewohnbare Planeten unterstützen. Angesichts der Entfernung zwischen unserem Sonnensystem und Proxima Centauri - 4,246 Lichtjahre - gilt Proxima b als ideal für die Untersuchung der Bewohnbarkeit von Sternensystemen der Roten Zwerge.
Darüber hinaus macht die Tatsache, dass Proxima b in Größe und Zusammensetzung der Erde ähnlich sein soll, es zu einem besonders attraktiven Forschungsziel. Die Studie wurde von Dr. Katherine Garcia-Sage vom Goddard Space Flight Center der NASA und der Catholic University of America in Washington, DC, geleitet. Wie sie dem Space Magazine per E-Mail sagte:
„Bisher wurden nicht viele erdgroße Exoplaneten gefunden, die in der gemäßigten Zone ihres Sterns umkreisen. Das bedeutet nicht, dass sie nicht existieren - größere Planeten werden häufiger gefunden, weil sie leichter zu erkennen sind -, aber Proxima b ist von Interesse, weil es nicht nur erdgroß und in der richtigen Entfernung von seinem Stern ist, sondern auch den Stern umkreisen, der unserem Sonnensystem am nächsten liegt. “
Um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass Proxima b bewohnbar ist, versuchte das Forscherteam, die Hauptprobleme zu lösen, mit denen felsige Planeten konfrontiert sind, die rote Zwergsterne umkreisen. Dazu gehören die Entfernung des Planeten von seinen Sternen, die Variabilität der roten Zwerge und das Vorhandensein (oder Fehlen) von Magnetfeldern. Die Entfernung ist von besonderer Bedeutung, da bewohnbare Zonen (auch als gemäßigte Zonen bezeichnet) um rote Zwerge viel näher und enger sind.
"Rote Zwerge sind kühler als unsere eigene Sonne, daher ist die gemäßigte Zone näher am Stern als die Erde an der Sonne", sagte Dr. Garcia-Sage. „Aber diese Sterne können sehr magnetisch aktiv sein, und die Nähe zu einem magnetisch aktiven Stern bedeutet, dass sich diese Planeten in einer ganz anderen Weltraumumgebung befinden als die Erde. In diesen Abständen vom Stern kann die ultraviolette und Röntgenstrahlung ziemlich groß sein. Der Sternwind kann stärker sein. Es könnte Sternfackeln und energetische Partikel vom Stern geben, die die obere Atmosphäre ionisieren und erwärmen. “
Darüber hinaus sind rote Zwergsterne dafür bekannt, dass sie im Vergleich zu unserer Sonne instabil und variabel sind. Als solche müssten Planeten, die in unmittelbarer Nähe umkreisen, mit Aufflackern und intensivem Sonnenwind zu kämpfen haben, der ihre Atmosphäre allmählich zerstören könnte. Dies wirft einen weiteren wichtigen Aspekt der Exoplaneten-Habitabilitätsforschung auf, nämlich das Vorhandensein von Magnetfeldern.
Einfach ausgedrückt wird die Erdatmosphäre durch ein Magnetfeld geschützt, das durch einen Dynamoeffekt in ihrem äußeren Kern angetrieben wird. Diese „Magnetosphäre“ hat verhindert, dass Sonnenwind unsere Atmosphäre abstreift und dem Leben die Chance gibt, sich zu entwickeln. Im Gegensatz dazu verlor der Mars vor ungefähr 4,2 Milliarden Jahren seine Magnetosphäre, was dazu führte, dass seine Atmosphäre erschöpft war und seine Oberfläche zu dem kalten, ausgetrockneten Ort wurde, an dem er heute ist.
Um die potenzielle Bewohnbarkeit und Fähigkeit von Proxima b zu testen, flüssiges Oberflächenwasser zurückzuhalten, nahm das Team daher das Vorhandensein einer erdähnlichen Atmosphäre an und ein Magnetfeld um den Planeten. Sie erklärten dann die verstärkte Strahlung von Proxima b. Dies wurde vom Harvard Smithsonian Center für Astrophysik (CfA) bereitgestellt, wo Forscher das Ultraviolett- und Röntgenspektrum von Proxima Centauri für dieses Projekt bestimmten.
Aus all dem konstruierten sie Modelle, mit denen die atmosphärische Verlustrate berechnet wurde, wobei die Erdatmosphäre als Vorlage diente. Wie Dr. Garcia-Sage erklärte:
„Auf der Erde wird die obere Atmosphäre durch ultraviolette und Röntgenstrahlung der Sonne ionisiert und erwärmt. Einige dieser Ionen und Elektronen entweichen am Nord- und Südpol aus der oberen Atmosphäre. Wir haben ein Modell, das berechnet, wie schnell die obere Atmosphäre durch diese Prozesse verloren geht (es ist auf der Erde nicht sehr schnell). Wir haben diese Strahlung dann als Eingabe für unser Modell verwendet und eine Reihe möglicher Fluchtraten für Proxima Centauri b berechnet auf verschiedenen Ebenen der magnetischen Aktivität. "
Was sie fanden, war nicht sehr ermutigend. Im Wesentlichen wäre Proxima b nicht in der Lage, eine erdähnliche Atmosphäre aufrechtzuerhalten, wenn es der intensiven Strahlung von Proxima Centauri ausgesetzt wäre, selbst wenn ein Magnetfeld vorhanden wäre. Dies bedeutet, dass Proxima b höchstwahrscheinlich eine leblose Felskugel ist, es sei denn, es hat eine ganz andere atmosphärische Geschichte als die Erde.
Wie Dr. Garcia-Sage es ausdrückte, sind jedoch noch andere Faktoren zu berücksichtigen, die in ihrer Studie einfach nicht berücksichtigt werden können:
„Wir haben festgestellt, dass die atmosphärischen Verluste viel stärker sind als auf der Erde. Bei hohen magnetischen Aktivitäten, die wir bei Proxima b erwarten, war die Fluchtgeschwindigkeit schnell genug, um eine gesamte erdähnliche Atmosphäre in den Weltraum zu bringen. Das berücksichtigt nicht andere Dinge wie vulkanische Aktivitäten oder Einflüsse auf Kometen, die möglicherweise die Atmosphäre wieder auffüllen können, aber es bedeutet, dass wir berücksichtigen müssen, welche Prozesse die Atmosphäre von Proxima b geprägt haben unter Berücksichtigung der magnetischen Aktivität des Sterns. Das Verständnis der Atmosphäre ist ein wichtiger Bestandteil des Verständnisses, ob flüssiges Wasser auf der Oberfläche des Planeten vorhanden sein könnte und ob sich Leben entwickelt haben könnte. “
Es sind also nicht alle schlechten Nachrichten, aber es weckt auch nicht viel Selbstvertrauen. Solange Proxima b kein vulkanisch aktiver Planet ist und vielen Kometeneinschlägen ausgesetzt ist, ist es wahrscheinlich keine gemäßigte, wasserführende Welt. Höchstwahrscheinlich ist das Klima analog zum Mars - kalt, trocken und mit Wasser, das hauptsächlich in Form von Eis vorliegt. Und was das dort entstehende indigene Leben betrifft, ist dies auch nicht allzu wahrscheinlich.
Diese und andere neuere Studien haben ein eher düsteres Bild über die Bewohnbarkeit von Rotzwergsternsystemen gezeichnet. Angesichts der Tatsache, dass dies die häufigsten Arten von Sternen im bekannten Universum sind, scheint die statistische Wahrscheinlichkeit, einen bewohnbaren Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu finden, zu sinken. Keine wirklich guten Nachrichten für diejenigen, die hoffen, dass das Leben in ihrem Leben dort herausgefunden wird!
Es ist jedoch wichtig, sich daran zu erinnern, dass das, was wir an dieser Stelle definitiv über außersolare Planeten sagen können, begrenzt ist. In den kommenden Jahren und Jahrzehnten werden Missionen der nächsten Generation - wie das James Webb Space Telescope (JWST) und der Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - mit Sicherheit ein detaillierteres Bild zeichnen. In der Zwischenzeit gibt es immer noch viele Sterne im Universum, auch wenn die meisten von ihnen extrem weit entfernt sind!
