Lebensfreundliche Zonen

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine künstlerische Darstellung der habitablen Zone (grüner Ring) um 55 Cancri, ein Stern, von dem bekannt ist, daß ihn ein großer Planet in dem Temperaturbereich umkreist, in dem Wasser flüssig sein könnte. NASA / JPL-Caltech

 

Die habitable oder auch lebensfreundliche Zone ist das Gebiet um einen Stern, wo ein geeigneter Planet die für das Leben notwendigen Bedingungen aufrechterhalten könnte. Die meisten Astronomen verstehen darunter die Region, in der das Gleichgewicht zwischen stellarer Einstrahlung auf den Planeten und Kühlung durch Abstrahlung von dem Planeten Wasser an der Oberfläche ermöglicht, flüssig zu sein; diese Definition setzt zudem voraus, daß der Planet eine Atmosphäre und eine feste Oberfläche besitzt. In unserem Sonnensystem ist die Erde in der Mitte der lebensfreundlichen Zone wohnlich angesiedelt; diese Zone erstreckt sich, abhängig vom Modell, etwa von der Venus bis zum Mars.

Das den Satelliten Kepler betreuende Team hat, wie hier bereits am 21. Juli 2011 berichtet, die Entdeckung von 1.235 planetaren Kandidaten um andere Sterne bekannt gegeben. Wie viele dieser Exoplaneten liegen in ihrer habitablen Zone und könnten (zumindest insoweit) geeignete Heimstätten für Leben sein? In der Originalarbeit des Keplerteams wird gefolgert, daß 54 Exoplaneten in ihrer habitablen Zone liegen.

Lisa Kaltenegger (jetzt am Max-Planck-Institut für Astronomie) und Dimitar Sasselov vom CfA haben genauer die für einen Planeten notwendigen Bedingungen untersucht, damit er in seiner habitablen Zone liegt. Sie berücksichtigen sorgfältiger fünf Faktoren: den einfallenden stellaren Fluß und seinen spektralen Charakter, die Exzentrizität des Planeten (wie sich seine Entfernung zum Stern während seines Umlaufs ändert), das Reflexionsvermögen des Planeten, einschließlich der Effekte einer teilweisen Wolkenbedeckung, die Konzentration der Treibhausgase und zum Schluß einige Einzelheiten der planetaren Atmosphäre.

Mit einigen vernünftigen Annahmen finden die beiden, daß, im Falle des Sonnensystems, die habitable Zone sich von der Umlaufbahn der Venus bis jenseits der Umlaufbahn des Mars (fast bis an die innere Grenze des Asteroidengürtels) erstreckt. Wenn sie ihre Modelle auf die 1.235 planetaren Kandidaten des gegenwärtigen Keplerkatalogs anwenden, kommen Kaltenegger und Sasselov zu dem Schluß, daß die ursprünglich abgeschätzte Zahl von vierundfünfzig viel zu hoch gegriffen war. Eine vorsichtigere Abschätzung kommt zu dem Ergebnis, daß sich nur sechs der von Kepler gefundenen Exoplaneten-Kandidaten in einer habitablen Zone befinden könnten, wenn man davon ausgeht, daß sie eine Atmosphäre besitzen. Die Ergebnisse sind ein weiterer wichtiger Schritt bei der Verbesserung der Suche nach erdähnlichen Planeten (dies sind nicht nur Planeten von Erdgröße) um andere Sterne.

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