Wann immer die Existenz eines außersolaren Planeten bestätigt wird, gibt es Grund zum Feiern. Mit jeder neuen Entdeckung erhöht die Menschheit die Wahrscheinlichkeit, irgendwo anders im Universum Leben zu finden. Und selbst wenn dieses Leben nicht weit genug fortgeschritten (oder besonders geneigt) ist, um eine Funkantenne zu bauen, damit wir möglicherweise von ihnen hören können, ist selbst die Möglichkeit eines Lebens jenseits unseres Sonnensystems aufregend.
Leider ist es schwierig festzustellen, ob ein Planet bewohnbar ist oder nicht, und es wird viel geraten. Während Astronomen verschiedene Techniken anwenden, um die Größe, Masse und Zusammensetzung von außersolaren Planeten zu beschränken, gibt es keinen todsicheren Weg, um festzustellen, ob diese Welten bewohnbar sind. Laut einer neuen Studie eines Teams von Astronomen der Cornell University könnte es jedoch hilfreich sein, nach Anzeichen vulkanischer Aktivität zu suchen.
Ihre Studie mit dem Titel "A Volcanic Hydrogen Habitable Zone" wurde kürzlich in veröffentlicht Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe. Ihren Erkenntnissen zufolge besteht der Schlüssel zur Ermittlung des Lebens auf anderen Planeten darin, nach den verräterischen Anzeichen von Vulkanausbrüchen zu suchen - nämlich nach Wasserstoffgas (H²). Der Grund dafür ist, dass dies und die traditionellen Treibhausgase die bewohnbaren Zonen der Sterne erheblich erweitern könnten.
Wie Ramses Ramirez, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Carl Sagan Institute in Cornell und Hauptautor der Studie, in einer Pressemitteilung der Universität sagte:
„Auf gefrorenen Planeten würde jedes potenzielle Leben unter Eisschichten begraben sein, was es wirklich schwierig machen würde, mit Teleskopen zu erkennen. Aber wenn die Oberfläche warm genug ist - dank vulkanischem Wasserstoff und atmosphärischer Erwärmung - könnten Sie Leben auf der Oberfläche haben und eine Menge nachweisbarer Signaturen erzeugen. “
Planetenforscher gehen davon aus, dass die frühe Erdatmosphäre vor Milliarden von Jahren aufgrund der vulkanischen Ausgasung reichlich mit Wasserstoffgas (H²) versorgt wurde. Es wird angenommen, dass die Wechselwirkung zwischen Wasserstoff- und Stickstoffmolekülen in dieser Atmosphäre die Erde lange genug warm gehalten hat, damit sich Leben entwickeln kann. In den nächsten Millionen Jahren gelangte dieses Wasserstoffgas jedoch in den Weltraum.
Es wird angenommen, dass dies das Schicksal aller terrestrischen Planeten ist, die nur so lange an ihrem Planeten erwärmenden Wasserstoff festhalten können. Laut der neuen Studie könnte die vulkanische Aktivität dies jedoch ändern. Solange sie aktiv sind und ihre Aktivität intensiv genug ist, können selbst Planeten, die weit von ihren Sternen entfernt sind, einen Treibhauseffekt erfahren, der ausreicht, um ihre Oberflächen warm zu halten.
Betrachten Sie das Sonnensystem. Unter Berücksichtigung des traditionellen Treibhauseffekts, der durch Stickstoffgas (N²), Kohlendioxid und Wasser verursacht wird, erstreckt sich der äußere Rand der bewohnbaren Zone unserer Sonne bis zu einer Entfernung von etwa 1,7 AE - knapp außerhalb der Umlaufbahn des Mars. Darüber hinaus macht die Kondensation und Streuung von CO²-Molekülen einen Treibhauseffekt vernachlässigbar.
Wenn man jedoch die Ausgasung ausreichender H²-Werte berücksichtigt, kann diese bewohnbare Zone diese Außenkante auf etwa 2,4 AE erweitern. In dieser Entfernung könnten Planeten, die genauso weit von der Sonne entfernt sind wie der Asteroidengürtel, theoretisch das Leben erhalten - vorausgesetzt, es liegt genügend vulkanische Aktivität vor. Dies sind sicherlich aufregende Neuigkeiten, insbesondere angesichts der jüngsten Ankündigung von sieben Exoplaneten, die den nahe gelegenen TRAPPIST-1-Stern umkreisen.
Von diesen Planeten wird angenommen, dass drei innerhalb der bewohnbaren Zone des Sterns kreisen. Aber wie Lisa Kaltenegger - ebenfalls Mitglied des Carl Sagan Institute und Mitautorin des Papiers - angedeutet hat, könnte ihre Forschung dem einen weiteren Planeten hinzufügen
"Potenziell bewohnbare" Aufstellung:
„Es ist eine großartige Entdeckung, mehrere Planeten in der bewohnbaren Zone ihres Wirtssterns zu finden, da dies bedeutet, dass es pro Stern noch mehr potenziell bewohnbare Planeten geben kann, als wir dachten. Das Auffinden von mehr felsigen Planeten in der bewohnbaren Zone - pro Stern - erhöht unsere Chancen, Leben zu finden ... Obwohl Unsicherheiten in Bezug auf die Umlaufbahn des äußersten Trappisten-1-Planeten "h" bedeuten, dass wir abwarten müssen, bis wir diesen sehen. "
Ein weiterer Vorteil dieser Studie ist, dass das Vorhandensein von vulkanisch erzeugtem Wasserstoffgas sowohl mit bodengestützten als auch mit weltraumgestützten Teleskopen (die routinemäßig spektroskopische Untersuchungen an entfernten Exoplaneten durchführen) leicht zu erkennen wäre. Vulkanische Aktivitäten würden also nicht nur die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass es Leben auf einem Planeten gibt, sondern es wäre auch relativ einfach zu bestätigen.
"Wir haben gerade die Breite der bewohnbaren Zone um etwa die Hälfte vergrößert und unserer Zielliste" Hier suchen "viel mehr Planeten hinzugefügt", sagte Ramirez. "Das Hinzufügen von Wasserstoff zur Luft eines Exoplaneten ist eine gute Sache, wenn Sie als Astronom versuchen, potenzielles Leben von einem Teleskop oder einer Weltraummission aus zu beobachten. Es erhöht Ihr Signal und macht es einfacher, die Zusammensetzung der Atmosphäre im Vergleich zu Planeten ohne Wasserstoff zu erkennen. “
Missionen wie Spitzer und das Hubble-Weltraumteleskop werden bereits verwendet, um Exoplaneten auf Anzeichen von Wasserstoff und Helium zu untersuchen - hauptsächlich, um festzustellen, ob es sich um Gasriesen oder felsige Planeten handelt. Durch die Suche nach Wasserstoffgas zusammen mit anderen Biosignaturen (d. H. Methan und Ozon) könnten Instrumente der nächsten Generation wie das James Webb Space Telescope oder das European Extremely Large Telescope die Suche nach Leben einschränken.
Es ist natürlich viel zu früh zu sagen, ob diese Studie bei unserer Suche nach außersolarem Leben helfen wird. Aber in den kommenden Jahren könnten wir der Lösung dieses lästigen Fermi-Paradoxons einen Schritt näher kommen!
