Exoplaneten - die entfernten Verwandten der Erde
25. 06. 2018Schauen Sie sich den schwarzen Nachthimmel an, der mit Sternen übersät ist. Alle enthalten wundervolle Welten, ähnlich wie unser Sonnensystem. Befinden sich Planeten vom Typ Planet in ihnen? Nach sehr bescheidenen Berechnungen umfasst die Milchstraße mehr als Hunderte von Milliarden Planeten, von denen einige erdähnlich sein können.
Neue Informationen über "fremde" Planeten, die Exoplaneten, haben Keplers Weltraumteleskop gebracht, das die Konstellation untersucht und versucht, die Momente festzuhalten, in denen der Planet sich vor seiner "Sonne" befindet.
Das Orbitalobservatorium wurde im Mai 2009 zur Suche nach Exoplaneten ins Leben gerufen, scheiterte jedoch vier Jahre später. Es folgten viele Versuche zur Inbetriebnahme, und schließlich musste die NASA das Observatorium von ihrer "Raumflotte" abschreiben. Während des Betriebs hat "Kepler" jedoch so viele einzigartige Informationen gesammelt, dass es noch einige Jahre dauern wird, sie zu erkunden. Und die NASA bereitet sich bereits darauf vor, 2017 den Nachfolger von "Kepler", dem TESS-Teleskop, auf den Markt zu bringen.
Superland im Goldlöckchengürtel
Bisher haben Astronomen aus 600 Kandidaten für die Exoplanetenbezeichnung fast 3500 neue Welten gefunden. Sie glauben, dass es mindestens 90% dieser kosmischen Objekte geben kann, die sich als "echte Planeten" erweisen können, und der Rest sind Doppelsterne, die noch keine Sternproportionen erreicht haben, "braune Zwerge" und Cluster großer Asteroiden.
Die meisten Planetenkandidaten sind Riesenriesen wie Jupiter oder Saturn sowie Supermassen - steinige Planeten, die mehrere Male größer sind als unser Planet. Offensichtlich sind die Planeten des "Kepler" und anderer Teleskope weit davon entfernt, erreicht zu werden. Die Anzahl der erfassten Schätzungen gilt nur für 1 - 10%.
Damit ein wahrer Exoplanet erscheint, muss er mehrmals fokussiert werden, wenn er über die Scheibe seines Sterns läuft. Ein solcher Planet muss in der Nähe des Sterns umkreisen, so dass sein Jahr nur wenige Tage oder Wochen beträgt und Astronomen die Möglichkeit haben, die Beobachtungen mehrmals zu wiederholen. Diese Planeten in Form heißer Gaskugeln sind oft "heiße Jupiter", und jeder sechste sieht aus wie ein loderndes Superland, das von einem Lavameer bedeckt ist.
"Weder zu viel noch zu wenig"
Unter solchen Bedingungen kann das Proteinleben unserer Spezies nicht existieren, aber es gibt Ausnahmen unter den Hunderten von unwirtlichen Rundschreiben. Bisher wurden mehr als hundert erdähnliche Planeten in der sogenannten bewohnbaren Zone gefunden, die auch als Goldlöckchengürtel bekannt ist.
Diese märchenhafte Kreatur folgte dem Prinzip "weder zu viel noch zu wenig". Und so ist es auch mit den außergewöhnlichen Planeten, die sich in der "Lebenszone" befinden - die Temperatur muss innerhalb des Bereichs liegen, der die Existenz von Wasser in flüssigem Zustand ermöglicht. Gleichzeitig haben 24 von mehr als hundert Planeten einen Radius von weniger als zwei Radien der Erde.
Und nur einer dieser Planeten, der die Hauptmerkmale des Erdzwillings aufweist, befindet sich in der Goldlöckchen-Zone, hat ähnliche Abmessungen und gehört zum System des Gelben Zwergs, zu dem auch unsere Sonne gehört.
In der Welt der roten Zwerge
Astrobiologen, die fleißig nach außerirdischem Leben suchen, verlieren nicht den Mut. Die meisten Sterne in unserer Galaxie sind kleine, kalte und stumpfe rote Zwerge. Nach unserem besten Wissen sind sie es die roten Zwerge sind ungefähr zweimal kleiner und kälter als die Sonne und machen mindestens drei Viertel der "Sternpopulation" der Milchstraße aus.
Um diese "Sonnen-Cousins" kreist Miniatur-Orthesen von Merkur, und es gibt Bauchbänder.
Astrophysiker an der University of California in Berkeley haben sogar ein spezielles Computerprogramm, TERRA, geschrieben, um bei der Suche nach Doppeln auf der Erde zu helfen. Alle Umlaufbahnen gehören zu den Lebenszonen ihrer kleinen roten Sterne. All dies erhöht die Aussichten für das Vorhandensein außerirdischer Wiegen des Lebens in unserer Galaxie erheblich.
Zwerge sind aktiver als die Sonne
Zuvor dachten sie, dass die roten Zwerge, in denen erdähnliche Planeten entdeckt wurden, ruhige Sterne waren, auf deren Oberfläche Explosionen selten von Plasmaausbrüchen begleitet wurden. Aber wie sich herausstellt, sind ähnliche Sterne weitaus aktiver als die Sonne. Kataklysmen treten ständig auf ihrer Oberfläche auf und verursachen starke Böen des "Sternwinds", der sogar den sehr starken magnetischen Schild der Erde überwinden kann.
Viele terrestrische Doppelgänger können für eine kurze Entfernung von ihrem Stern einen ziemlich hohen Preis zahlen. Strahlungsströme von einzelnen Explosionen auf der Oberfläche von Roten Zwergen können buchstäblich einen Teil der Atmosphäre des Planeten "lecken" und diese Welten unbewohnbar machen. Folglich steigt das Risiko eines koronalen Ausbruchs, da die geschwächte Atmosphäre die Oberfläche nicht vollständig vor geladenen Teilchen von ultraviolettem und "strahlendem Röntgenwind" schützen kann.
Darüber hinaus besteht die Gefahr, die Magnetosphäre potentiell bewohnbarer Planeten mit einem stärkeren Magnetfeld der Roten Zwerge zu unterdrücken.
Gebrochene magnetische Abschirmung
Astronomen haben lange vermutet, dass viele rote Zwerge ein sehr starkes Magnetfeld haben, das leicht den Magnetschild der umgebenden, möglicherweise bewohnbaren Planeten durchdringen kann. Zu diesem Zweck haben sie eine ganze virtuelle Welt geschaffen, in der unser Planet einen ähnlichen Stern in der Nähe der Umlaufbahn umkreist und sich in einer bewohnbaren Zone befindet.
Es stellte sich heraus, dass das Magnetfeld des Zwergs die Erdmagnetosphäre nicht nur sehr oft deformiert, sondern sogar unter die Oberfläche des Planeten treibt. In einem solchen Szenario würden in wenigen Millionen Jahren weder Luft noch Wasser auf dem Planeten verbleiben und die gesamte Oberfläche würde durch kosmische Strahlung verbrannt. Dies führt zu zwei interessanten Schlussfolgerungen: Die Suche nach Leben in Systemen der Roten Zwerge kann wirklich erfolglos sein und könnte auch der Grund für die "Stille des Universums" sein.
Aber es ist möglich, dass wir außerirdische Intelligenz nicht finden können, weil unser Planet zu früh geboren wurde ...
Das traurige Schicksal der Erstgeborenen
Nach der Analyse der mit den Kepler- und Hubble-Teleskopen erhaltenen Daten stellten Astronomen fest, dass sich der Prozess der Sternentstehung in der Milchstraße erheblich verlangsamte. Dies hängt mit dem Anstieg des Baustoffdefizits in Form von Staub- und Gaswolken zusammen.
In unserer Galaxie ist jedoch noch genug Materie für die Geburt neuer Sterne und Planetensysteme übrig, und außerdem wird unsere Sterninsel in einigen Milliarden Jahren mit der Großen Galaxie in Andromeda kollidieren und zu einer riesigen Explosion neuer Sterne führen.
Vor dem Hintergrund zukünftiger galaktischer Entwicklungen wurde kürzlich ein sensationeller Bericht veröffentlicht, wonach es vor vier Zehnteljahren zum Zeitpunkt der Entstehung des Sonnensystems nur ein Zehntel potenziell bewohnbarer Planeten gab.
Wenn man bedenkt, dass es mehrere hundert Milliarden Jahre gedauert hat, um die einfachsten Organismen auf unserem Planeten zu erschaffen, und dann mehrere Milliarden, um fortgeschrittene Lebensformen zu erschaffen, ist es sehr wahrscheinlich, dass intelligente Außerirdische erst erscheinen, wenn unsere Sonne ausgelöscht ist.
Vielleicht ist dies die Lösung für Fermis Paradox, die einst von einem ausgezeichneten Physiker formuliert wurde: Wo sind all diese Außerirdischen? Oder könnten wir die Antworten auf unserem Planeten finden?
Extremophile auf der Erde und im Weltraum
Je mehr wir von der Einzigartigkeit unseres Raumes im Universum überzeugt sind, desto öfter stoßen wir auf die Frage, ob es in Welten, die sich von unseren, von der Erde völlig unterscheiden, existieren und Leben entwickeln kann.
Die Antwort auf diese Frage könnte die Existenz überraschender Organismen auf unserem Planeten sein, Extremophile. Sie verdienten sich ihren Namen für ihre Fähigkeit, bei extremen Temperaturen, giftigen Umgebungen und sogar ohne Luft zu überleben. Meeresbiologen haben solche Organismen in Unterwasser-Geysiren, schwarzen Rauchern, gefunden.
Sie gedeihen an diesen Orten mit enormem Druck, Sauerstoffmangel und am äußersten Rand der heißen vulkanischen Speiseröhre. Ihre "Kollegen" sind in Salzgebirgsseen, in heißen Wüsten und unter Eisplatten in der Antarktis zu finden. Es gibt sogar Organismen, Schildkröten (Tardigrada), die in einem Vakuum im Weltraum überleben können. Infolgedessen können sich selbst in den Strahlungsgürteln der Roten Zwerge einige extreme Mikroorganismen bilden.
Theorie des Lebens auf der Erde
Die akademische Evolutionsbiologie geht davon aus, dass das Leben auf der Erde durch chemische Reaktionen im "warmen und flachen Meer" entstanden ist, die durch Strömungen von ultravioletter Strahlung und Ozon aus "Blitzstürmen" ausgelöst wurden. Aus einem anderen Blickwinkel wissen Astrobiologen, dass sich die chemischen "Bausteine" der Lebensgrundlagen auch auf anderen Planeten befinden. Sie wurden zum Beispiel in Staubgasnebeln und in den Systemen unserer Gasriesen gefunden. Es ist noch kein "erfülltes Leben", aber es ist bereits der erste Schritt in diese Richtung.
Die "offizielle" Theorie des Lebens auf der Erde wurde kürzlich von einem heftigen Schlag von Geologen getroffen. Die ersten Organismen erwiesen sich als viel älter als bisher angenommen und bildeten sich in einer völlig ungünstigen Umgebung aus Methanatmosphäre und sprudelndem Magma, das aus tausend Vulkanen austrat.
Viele Biologen waren gezwungen, über die ältere Theorie der Panspermie nachzudenken. Ihr zufolge stammten die ersten Mikroorganismen anderswo, etwa auf dem Mars, und erreichten die Erde in den Kernen der Meteoriten. Es ist möglich, dass alte Bakterien eine noch längere Reise in Kometen aus anderen Konstellationen durchlaufen mussten.
Aber wenn dies tatsächlich der Fall wäre, könnten uns die Wege der "kosmischen Evolution" zu "unseren einheimischen Brüdern" führen, deren Ursprung aus demselben "Samen des Lebens" stammt, derselben Quelle wie unsere. "