durchnässte Erde

Im Januar 2020 berichtete die NASA, dass die Raumsonde TESS ihren ersten potenziell bewohnbaren erdgroßen Exoplaneten entdeckt hatte, der einen etwa 100 Lichtjahre entfernten Stern umkreist.

Der Planet ist ein Teil TOI 700-System (TOI steht für TESS Interessante Objekte) ist ein kleiner, relativ kalter Stern, also ein Zwerg der Spektralklasse M, im Sternbild Goldfisch, der nur etwa 40 % der Masse und Größe unserer Sonne und die halbe Temperatur seiner Oberfläche hat.

Objekt benannt Bis zu 700 d Er ist einer von drei Planeten, die sich um sein Zentrum drehen, das am weitesten von ihm entfernt ist, und alle 37 Tage eine Bahn um einen Stern zurücklegt. Es befindet sich in einer solchen Entfernung von TOI 700, dass theoretisch flüssiges Wasser in der bewohnbaren Zone über Wasser gehalten werden kann. Es empfängt etwa 86 % der Energie, die unsere Sonne der Erde gibt.

Allerdings zeigten Umweltsimulationen, die die Forscher anhand von Daten des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) erstellt hatten, dass sich TOI 700 d ganz anders verhalten könnte als die Erde. Da er sich synchron mit seinem Stern dreht (was bedeutet, dass eine Seite des Planeten immer im Tageslicht und die andere im Dunkeln liegt), kann die Art und Weise, wie sich Wolken bilden und der Wind weht, für uns etwas exotisch sein.

1. Vergleich der Erde und TOI 700 d, mit Visualisierung des Kontinentsystems der Erde auf einem Exoplaneten

Astronomen bestätigten ihre Entdeckung mit Hilfe der NASA. Spitzer-Weltraumteleskopdas gerade seine Tätigkeit beendet hat. Toi 700 wurde ursprünglich fälschlicherweise als viel heißer eingestuft, was die Astronomen zu der Annahme veranlasste, dass alle drei Planeten zu nahe beieinander und daher zu heiß seien, um Leben zu ermöglichen.

sagte Emily Gilbert, ein Mitglied des Teams der University of Chicago, während der Präsentation der Entdeckung. -

Die Forscher hoffen, dass in Zukunft Tools wie James Webb WeltraumteleskopMit dem Satellitensystem, das die NASA 2021 im Weltraum platzieren will, können sie feststellen, ob die Planeten eine Atmosphäre haben, und ihre Zusammensetzung untersuchen.

Die Forscher verwendeten dazu Computersoftware hypothetische Klimamodellierung Planet TOI 700 d. Da noch nicht bekannt ist, welche Gase sich in seiner Atmosphäre befinden könnten, wurden verschiedene Optionen und Szenarien getestet, darunter auch Optionen, die von der Atmosphäre der modernen Erde ausgehen (77 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff, Methan und Kohlendioxid). die wahrscheinliche Zusammensetzung der Erdatmosphäre vor 2,7 Milliarden Jahren (hauptsächlich Methan und Kohlendioxid) und sogar die Marsatmosphäre (viel Kohlendioxid), die dort wahrscheinlich vor 3,5 Milliarden Jahren existierte.

Anhand dieser Modelle wurde festgestellt, dass der Planet bewohnbar sein könnte, wenn die Atmosphäre von TOI 700 d eine Kombination aus Methan, Kohlendioxid oder Wasserdampf enthält. Nun muss das Team diese Hypothesen mithilfe des bereits erwähnten Webb-Teleskops bestätigen.

Gleichzeitig zeigen Klimasimulationen der NASA, dass sowohl die Erdatmosphäre als auch der Gasdruck nicht ausreichen, um flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche zu halten. Wenn wir auf TOI 700 d die gleiche Menge an Treibhausgasen wie auf der Erde einbringen würden, wäre die Oberflächentemperatur immer noch unter Null.

Simulationen aller beteiligten Teams zeigen, dass sich das Planetenklima um kleine und dunkle Sterne wie TOI 700 jedoch stark von dem unterscheidet, was wir auf unserer Erde erleben.

Интересные новости

Das meiste, was wir über Exoplaneten oder Planeten, die das Sonnensystem umkreisen, wissen, stammen aus dem Weltraum. Es scannte von 2009 bis 2018 den Himmel und fand über 2600 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems.

Anschließend übergab die NASA den Staffelstab der Entdeckung an die Sonde TESS(2), die im April 2018 in ihrem ersten Betriebsjahr ins All startete, sowie an neunhundert unbestätigte Objekte dieses Typs. Auf der Suche nach Planeten, die den Astronomen unbekannt sind, wird das Observatorium den gesamten Himmel absuchen, nachdem es genug von 200 XNUMX gesehen hat. die hellsten Sterne.

2. Transitsatellit zur Erforschung von Exoplaneten

TESS verwendet eine Reihe von Weitwinkelkamerasystemen. Es ist in der Lage, die Masse, Größe, Dichte und Umlaufbahn einer großen Gruppe kleiner Planeten zu untersuchen. Der Satellit arbeitet nach der Methode Fernsuche nach Helligkeitseinbrüchen möglicherweise darauf hinweisen Planetentransite - der Durchgang von Objekten im Orbit vor den Gesichtern ihrer Muttersterne.

In den letzten Monaten gab es eine Reihe äußerst interessanter Entdeckungen, teils dank des noch relativ neuen Weltraumobservatoriums, teils mithilfe anderer Instrumente, auch bodengestützter. Einige Wochen vor unserem Treffen mit dem Erdzwilling gab es Informationen über die Entdeckung eines Planeten, der zwei Sonnen umkreist, genau wie Tatooine aus Star Wars!

TOI Planet 1338 v XNUMX Lichtjahre entfernt im Sternbild des Künstlers gefunden. Seine Größe liegt zwischen der Größe von Neptun und Saturn. Das Objekt erfährt regelmäßig gegenseitige Verfinsterungen seiner Sterne. Sie kreisen in einem Fünfzehn-Tage-Zyklus umeinander, wobei einer etwas größer als unsere Sonne und der andere viel kleiner ist.

Im Juni 2019 tauchten Informationen auf, dass zwei erdähnliche Planeten buchstäblich in unserem Hinterhof im Weltraum entdeckt wurden. Dies wird in einem Artikel berichtet, der in der Zeitschrift Astronomy and Astrophysics veröffentlicht wurde. Beide Standorte liegen in einer idealen Zone, in der sich Wasser bilden kann. Sie haben wahrscheinlich eine felsige Oberfläche und umkreisen die Sonne Star von Teegarden (3), nur 12,5 Lichtjahre von der Erde entfernt.

- sagte der Hauptautor der Entdeckung, Matthias Zechmeister, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Institut für Astrophysik, Universität Göttingen, Deutschland. -

3. Teegarden-Sternsystem, Visualisierung

Im Gegenzug drehen sich die faszinierenden unbekannten Welten, die TESS letzten Juli entdeckt hat, um alles UCAC Sterne4 191-004642, dreiundsiebzig Lichtjahre von der Erde entfernt.

Planetensystem mit einem Mutterstern, jetzt beschriftet als TOI 270, enthält mindestens drei Planeten. Einer von ihnen, TOI 270 b, etwas größer als die Erde, die anderen beiden sind Mini-Neptune und gehören zu einer Klasse von Planeten, die in unserem Sonnensystem nicht existieren. Der Stern ist kalt und nicht sehr hell, etwa 40 % kleiner und weniger massereich als die Sonne. Seine Oberflächentemperatur ist etwa zwei Drittel wärmer als die unseres eigenen Sternbegleiters.

Das Sonnensystem TOI 270 befindet sich im Sternbild des Künstlers. Die Planeten, aus denen er besteht, kreisen so nah um den Stern, dass ihre Umlaufbahnen in das Begleitsatellitensystem des Jupiter passen (4).

4. Vergleich des TOI 270-Systems mit dem Jupiter-System

Eine weitere Erforschung dieses Systems könnte weitere Planeten entdecken. Diejenigen, die weiter von der Sonne als TOI 270 d entfernt sind, könnten kalt genug sein, um flüssiges Wasser zu speichern und schließlich Leben entstehen zu lassen.

TESS ist einen genaueren Blick wert

Trotz der relativ großen Zahl an Entdeckungen kleiner Exoplaneten sind die meisten ihrer Muttersterne zwischen 600 und 3 Meter entfernt. Lichtjahre von der Erde entfernt, zu weit und zu dunkel für eine detaillierte Beobachtung.

Im Gegensatz zu Kepler liegt das Hauptaugenmerk von TESS darauf, Planeten um die nächsten Nachbarn der Sonne zu finden, die hell genug sind, um ab und zu mit anderen Instrumenten beobachtet zu werden. Von April 2018 bis heute hat TESS bereits entdeckt über 1500 Kandidatenplaneten. Die meisten von ihnen sind mehr als doppelt so groß wie die Erde und brauchen weniger als zehn Tage, um sie zu umkreisen. Dadurch erhalten sie viel mehr Wärme als unser Planet und sind zu heiß, als dass flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche existieren könnte.

Es ist flüssiges Wasser, das benötigt wird, damit der Exoplanet bewohnbar wird. Es dient als Nährboden für Chemikalien, die miteinander interagieren können.

Theoretisch geht man davon aus, dass exotische Lebensformen unter Bedingungen hohen Drucks oder sehr hohen Temperaturen existieren könnten – wie es bei Extremophilen der Fall ist, die in der Nähe hydrothermaler Quellen gefunden werden, oder bei Mikroben, die fast einen Kilometer unter der Eisdecke der Westantarktis versteckt sind.

Die Entdeckung solcher Organismen wurde jedoch dadurch ermöglicht, dass die Menschen die extremen Bedingungen, unter denen sie leben, direkt untersuchen konnten. Leider konnten sie im Weltraum, insbesondere aus einer Entfernung von vielen Lichtjahren, nicht nachgewiesen werden.

Die Suche nach Leben und sogar nach Wohnraum außerhalb unseres Sonnensystems hängt immer noch vollständig von der Fernbeobachtung ab. Sichtbare flüssige Wasseroberflächen, die potenziell günstige Lebensbedingungen schaffen, können mit der darüber liegenden Atmosphäre interagieren und aus der Ferne erkennbare Biosignaturen erzeugen, die mit bodengestützten Teleskopen sichtbar sind. Dabei kann es sich um von der Erde bekannte Gaszusammensetzungen (Sauerstoff, Ozon, Methan, Kohlendioxid und Wasserdampf) oder Bestandteile der alten Erdatmosphäre beispielsweise vor 2,7 Milliarden Jahren (hauptsächlich Methan und Kohlendioxid, aber nicht Sauerstoff) handeln. ).

Auf der Suche nach einem „richtigen“ Ort und dem dort lebenden Planeten

Seit der Entdeckung von 51 Pegasi b im Jahr 1995 wurden über XNUMX Exoplaneten identifiziert. Heute wissen wir mit Sicherheit, dass die meisten Sterne in unserer Galaxie und im Universum von Planetensystemen umgeben sind. Aber nur ein paar Dutzend gefundene Exoplaneten sind potenziell bewohnbare Welten.

Was macht einen Exoplaneten bewohnbar?

Die Hauptbedingung ist das bereits erwähnte flüssige Wasser an der Oberfläche. Damit dies möglich ist, benötigen wir zunächst einmal diesen festen Untergrund, d.h. felsiger Bodenaber auch Atmosphäreund dicht genug, um Druck zu erzeugen und die Temperatur des Wassers zu beeinflussen.

Du brauchst ausserdem rechter Sterndie nicht zu viel Strahlung auf den Planeten bringt, die die Atmosphäre wegbläst und lebende Organismen zerstört. Jeder Stern, einschließlich unserer Sonne, sendet ständig große Strahlungsdosen aus, daher wäre es zweifellos für die Existenz von Leben von Vorteil, sich davor zu schützen. ein Magnetfeldwie es vom flüssigen Metallkern der Erde erzeugt wird.

Da es jedoch möglicherweise andere Mechanismen gibt, um Leben vor Strahlung zu schützen, ist dies nur ein wünschenswertes Element und keine notwendige Bedingung.

Traditionell interessieren sich Astronomen für Lebenszonen (Ökosphären) in Sternensystemen. Dies sind Regionen rund um die Sterne, in denen die vorherrschende Temperatur verhindert, dass Wasser ständig kocht oder gefriert. Über diesen Bereich wird oft gesprochen. „Goldlöckchen-Zone“weil „genau richtig fürs Leben“, was sich auf die Motive eines beliebten Kindermärchens bezieht (5).

5. Die Lebenszone um den Stern

Und was wissen wir bisher über Exoplaneten?

Die bisherigen Entdeckungen zeigen, dass die Vielfalt der Planetensysteme sehr, sehr groß ist. Die einzigen Planeten, von denen wir vor etwa drei Jahrzehnten etwas wussten, befanden sich im Sonnensystem. Daher dachten wir, dass kleine und feste Objekte um Sterne kreisen und nur weiter von ihnen entfernt Raum für große Gasplaneten reserviert sei.

Es stellte sich jedoch heraus, dass es überhaupt keine „Gesetze“ bezüglich der Position der Planeten gibt. Wir treffen auf Gasriesen, die fast an ihren Sternen reiben (sogenannte heiße Jupiter), sowie auf kompakte Systeme relativ kleiner Planeten wie TRAPPIST-1 (6). Manchmal bewegen sich Planeten in sehr exzentrischen Umlaufbahnen um Doppelsterne, und es gibt auch „wandernde“ Planeten, die höchstwahrscheinlich aus jungen Systemen herausgeschleudert wurden und frei im interstellaren Hohlraum schweben.

6. Visualisierung der Planeten des TRAPPIST-1-Systems

Anstelle einer großen Ähnlichkeit sehen wir also eine große Vielfalt. Wenn dies auf Systemebene geschieht, warum sollten die Bedingungen auf Exoplaneten dann denen ähneln, die wir aus der unmittelbaren Umgebung kennen?

Und um noch tiefer zu gehen: Warum sollten die Formen des hypothetischen Lebens denen ähneln, die wir kennen?

Super Kategorie

Basierend auf den von Kepler gesammelten Daten berechnete ein NASA-Wissenschaftler im Jahr 2015, dass unsere Galaxie selbst hat Milliarden erdähnliche PlanetenI. Viele Astrophysiker haben betont, dass es sich hierbei um eine konservative Schätzung handele. Tatsächlich haben weitere Untersuchungen gezeigt, dass die Milchstraße die Heimat von sein könnte 10 Milliarden Erdplaneten.

Wissenschaftler wollten sich nicht nur auf die von Kepler gefundenen Planeten verlassen. Die in diesem Teleskop verwendete Transitmethode eignet sich besser zur Erkennung großer Planeten (wie Jupiter) als erdgroßer Planeten. Das bedeutet, dass Keplers Daten die Anzahl von Planeten wie unserem wahrscheinlich ein wenig verfälschen.

Das berühmte Teleskop beobachtete winzige Einbrüche in der Helligkeit eines Sterns, die durch einen vor ihm vorbeiziehenden Planeten verursacht wurden. Größere Objekte blockieren verständlicherweise mehr Licht von ihren Sternen, wodurch sie leichter zu erkennen sind. Keplers Methode konzentrierte sich auf kleine, nicht die hellsten Sterne, deren Masse etwa ein Drittel der Masse unserer Sonne betrug.

Das Kepler-Teleskop war zwar nicht sehr gut darin, Kleinplaneten zu finden, fand aber eine ziemlich große Anzahl sogenannter Supererden. Dies ist der Name von Exoplaneten mit einer Masse größer als die der Erde, aber viel kleiner als Uranus und Neptun, die 14,5 bzw. 17 Mal schwerer sind als unser Planet.

Daher bezieht sich der Begriff „Supererde“ nur auf die Masse des Planeten, was bedeutet, dass er sich nicht auf die Oberflächenbedingungen oder die Bewohnbarkeit bezieht. Es gibt auch einen alternativen Begriff „Gaszwerge“. Einigen zufolge könnte es für Objekte im oberen Teil der Massenskala genauer sein, obwohl ein anderer Begriff häufiger verwendet wird – der bereits erwähnte „Mini-Neptun“.

Die ersten Supererden wurden entdeckt Alexander Volshchan i Dalea Fraila vokrug Pulsar PSR B1257+12 1992. Die beiden äußeren Planeten des Systems sind PoltergeistSie fobetor - Sie haben eine Masse von etwa der vierfachen Masse der Erde, die zu klein ist, um Gasriesen zu sein.

Die erste Supererde um einen Hauptreihenstern wurde von einem Team unter der Leitung von identifiziert Eugenio-FlussJahr 2005. Es dreht sich um Glide 876 und erhielt die Auszeichnung Gliese 876 d (Zuvor wurden in diesem System zwei jupitergroße Gasriesen entdeckt). Seine geschätzte Masse beträgt das 7,5-fache der Masse der Erde, und die Umlaufdauer um ihn herum ist sehr kurz, etwa zwei Tage.

In der Klasse der Supererden gibt es sogar noch heißere Objekte. Zum Beispiel im Jahr 2004 entdeckt Es ist 55 KankriDer 17 Lichtjahre entfernte Exoplanet umkreist seinen Stern im kürzesten Zyklus aller bekannten Exoplaneten – nur 40 Stunden und 55 Minuten. Mit anderen Worten: Ein Jahr mit 18 Cancri e dauert weniger als 26 Stunden. Der Exoplanet umkreist seinen Stern etwa XNUMX-mal näher als Merkur.

Durch die Nähe zum Stern gleicht die Oberfläche von 55 Cancri e dem Inneren eines Hochofens mit einer Temperatur von mindestens 1760 °C! Neue Beobachtungen mit dem Spitzer-Teleskop zeigen, dass 55 Cancri e eine 7,8-mal größere Masse und einen etwas mehr als doppelt so großen Radius wie die Erde hat. Die Spitzer-Ergebnisse legen nahe, dass etwa ein Fünftel der Masse des Planeten aus Elementen und leichten Verbindungen, einschließlich Wasser, bestehen sollte. Das bedeutet, dass sich diese Stoffe bei dieser Temperatur in einem „überkritischen“ Zustand zwischen Flüssigkeit und Gas befinden und die Planetenoberfläche verlassen könnten.

Aber Supererden sind nicht immer so wild. Im vergangenen Juli entdeckte ein internationales Astronomenteam mithilfe von TESS einen neuen Exoplaneten dieser Art im Sternbild Hydra, etwa einunddreißig Lichtjahre von der Erde entfernt. Artikel markiert als GJ 357 d (7) doppelt so groß wie der Durchmesser und sechsmal so groß wie die Masse der Erde. Es liegt am äußeren Rand des Wohngebiets des Sterns. Wissenschaftler glauben, dass sich auf der Oberfläche dieser Supererde möglicherweise Wasser befindet.

Sie sagte Diana Kosakovskyund wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Deutschland.

7. Planet GJ 357 d – Visualisierung

Ein System im Orbit um einen Zwergstern, der etwa ein Drittel der Größe und Masse unserer eigenen Sonne und 40 % kälter ist, wird durch terrestrische Planeten ergänzt. GJ 357 v und noch eine Supererde GJ 357 s. Die Studie des Systems wurde am 31. Juli 2019 in der Zeitschrift Astronomy and Astrophysics veröffentlicht.

Letzten September berichteten Forscher, dass eine neu entdeckte Supererde, 111 Lichtjahre entfernt, „der derzeit beste bekannte Lebensraumkandidat“ sei. 2015 vom Kepler-Teleskop entdeckt. K2-18b (8) ganz anders als unser Heimatplanet. Er hat mehr als das Achtfache seiner Masse, was bedeutet, dass er entweder ein Eisriese wie Neptun oder eine Gesteinswelt mit einer dichten, wasserstoffreichen Atmosphäre ist.

Die Umlaufbahn von K2-18b ist siebenmal näher an seinem Stern als die Erde von der Sonne entfernt ist. Da das Objekt jedoch einen dunkelroten M-Zwerg umkreist, liegt diese Umlaufbahn in einer Zone, die möglicherweise für Leben günstig ist. Vorläufige Modelle sagen voraus, dass die Temperaturen auf K2-18b zwischen -73 und 46 °C liegen. Wenn das Objekt etwa das gleiche Reflexionsvermögen wie die Erde aufweist, sollte seine Durchschnittstemperatur unserer ähneln.

– sagte ein Astronom vom University College London während einer Pressekonferenz, Angelos Tsiaras.

Es ist schwer, wie die Erde zu sein

Ein Erdanalogon (auch Erdzwilling oder erdähnlicher Planet genannt) ist ein Planet oder Mond mit ähnlichen Umweltbedingungen wie auf der Erde.

Die Tausenden bisher entdeckten exoplanetaren Sternsysteme unterscheiden sich von unserem Sonnensystem, was das sogenannte bestätigt Seltene Erden-HypotheseI. Philosophen weisen jedoch darauf hin, dass das Universum so groß ist, dass es irgendwo einen Planeten geben muss, der fast identisch mit unserem ist. Es ist möglich, dass es in ferner Zukunft möglich sein wird, mithilfe der Technologie künstlich Analoga der Erde durch die sogenannten zu gewinnen. . Jetzt in Mode Multitheorie-Theorie Sie deuten auch darauf hin, dass ein irdisches Gegenstück in einem anderen Universum existieren oder sogar eine andere Version der Erde selbst in einem Paralleluniversum sein könnte.

Im November 2013 berichteten Astronomen, dass es auf der Grundlage von Daten des Kepler-Teleskops und anderer Missionen bis zu 40 Milliarden erdgroße Planeten in der bewohnbaren Zone sonnenähnlicher Sterne und Roter Zwerge in der Milchstraße geben könnte.

Die statistische Verteilung zeigte, dass der nächste von ihnen nicht mehr als zwölf Lichtjahre von uns entfernt sein kann. Im selben Jahr wurde bestätigt, dass mehrere von Kepler entdeckte Kandidaten mit Durchmessern von weniger als dem 1,5-fachen Erdradius Sterne in der habitablen Zone umkreisen. Doch erst 2015 wurde der erste erdnahe Kandidat angekündigt – Ezzoplanetę Kepler-452b.

Die Wahrscheinlichkeit, ein Erdanalogon zu finden, hängt hauptsächlich von den Eigenschaften ab, die Sie haben möchten. Standardmäßige, aber nicht absolute Bedingungen: Planetengröße, Oberflächengravitation, Größe und Typ des Muttersterns (z. B. Sonnenanalogon), Umlaufbahnentfernung und -stabilität, axiale Neigung und Rotation, ähnliche Geographie, Vorhandensein von Ozeanen, Atmosphäre und Klima, starke Magnetosphäre. .

Wenn es dort komplexes Leben gäbe, könnten Wälder den größten Teil der Planetenoberfläche bedecken. Wenn es intelligentes Leben gäbe, könnten einige Gebiete urbanisiert werden. Die Suche nach exakten Analogien zur Erde kann jedoch aufgrund sehr spezifischer Umstände auf und um die Erde irreführend sein, beispielsweise beeinflusst die Existenz des Mondes viele Phänomene auf unserem Planeten.

Das Planetary Habitability Laboratory der Universität von Puerto Rico in Arecibo hat kürzlich eine Liste von Kandidaten für Erdanaloga zusammengestellt (9). Meistens beginnt diese Art der Klassifizierung mit Größe und Masse, aber das ist ein illusorisches Kriterium, wenn man zum Beispiel bedenkt, dass die Venus in unserer Nähe fast die gleiche Größe wie die Erde hat und welche Bedingungen auf ihr herrschen. , es ist bekannt.

9. Vielversprechende Exoplaneten – potenzielle Analoga der Erde, laut Planetary Habitability Laboratory

Ein weiteres häufig genanntes Kriterium ist, dass das Erdanalog eine ähnliche Oberflächengeologie aufweisen muss. Die nächsten bekannten Beispiele sind Mars und Titan, und obwohl es Ähnlichkeiten hinsichtlich der Topographie und der Zusammensetzung der Oberflächenschichten gibt, gibt es auch erhebliche Unterschiede, beispielsweise bei der Temperatur.

Denn viele Oberflächenmaterialien und Landformen entstehen erst durch Wechselwirkung mit Wasser (zum Beispiel Ton und Sedimentgestein) oder als Nebenprodukt des Lebens (zum Beispiel Kalkstein oder Kohle), Wechselwirkung mit der Atmosphäre, vulkanische Aktivität oder menschliches Eingreifen.

Daher muss durch ähnliche Prozesse ein echtes Analogon der Erde geschaffen werden, das über eine Atmosphäre, mit der Oberfläche interagierende Vulkane, flüssiges Wasser und irgendeine Form von Leben verfügt.

Auch für die Atmosphäre wird vom Treibhauseffekt ausgegangen. Abschließend wird die Oberflächentemperatur verwendet. Es wird durch das Klima beeinflusst, das wiederum durch die Umlaufbahn und Rotation des Planeten beeinflusst wird, die jeweils neue Variablen einführen.

Ein weiteres Kriterium für ein ideales Analogon der lebensspendenden Erde ist, dass es muss Umlaufbahn um das Solaranalogon. Dieses Element kann jedoch nicht vollständig gerechtfertigt werden, da eine günstige Umgebung das lokale Erscheinungsbild vieler verschiedener Arten von Sternen bewirken kann.

In der Milchstraße beispielsweise sind die meisten Sterne kleiner und dunkler als die Sonne. Einer davon wurde bereits erwähnt TRAPPIST-1, befindet sich in einer Entfernung von 10 Lichtjahren im Sternbild Wassermann und ist etwa 2-mal kleiner und 1,-mal schwächer hell als unsere Sonne, aber in ihrer bewohnbaren Zone befinden sich mindestens sechs terrestrische Planeten. Diese Bedingungen mögen für das Leben, wie wir es kennen, ungünstig erscheinen, aber TRAPPIST-XNUMX hat wahrscheinlich ein längeres Leben vor uns als unser Stern, sodass das Leben dort noch genügend Zeit hat, sich zu entwickeln.

Wasser bedeckt 70 % der Erdoberfläche und gilt als eine der uns bekannten eisernen Voraussetzungen für die Existenz von Lebensformen. Höchstwahrscheinlich ist die Wasserwelt ein Planet Kepler-22pEr befindet sich in der bewohnbaren Zone eines sonnenähnlichen Sterns, ist aber viel größer als die Erde. Seine tatsächliche chemische Zusammensetzung ist unbekannt.

Durchgeführt im Jahr 2008 von einem Astronomen Michaela Meyerund von der University of Arizona zeigen Studien über kosmischen Staub in der Nähe neu entstandener Sterne wie der Sonne, dass wir bei 20 bis 60 % der Sonnenanaloga Hinweise auf die Bildung von Gesteinsplaneten in Prozessen haben, die denen ähneln, die zur Entstehung geführt haben der Erde.

In 2009 war Alan Boss vom Carnegie Institute of Science schlugen vor, dass die Milchstraße nur in unserer Galaxie existieren kann 100 Milliarden erdähnliche Planetenh.

Im Jahr 2011 kam das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, ebenfalls basierend auf Beobachtungen der Kepler-Mission, zu dem Schluss, dass etwa 1,4 bis 2,7 % aller sonnenähnlichen Sterne erdgroße Planeten in bewohnbaren Zonen umkreisen sollten. Das bedeutet, dass es allein in der Milchstraße 2 Milliarden Galaxien geben könnte, und wenn man davon ausgeht, dass diese Schätzung für alle Galaxien gilt, könnte es im beobachtbaren Universum sogar 50 Milliarden Galaxien geben. 100 Trillionen.

Im Jahr 2013 kam das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics anhand einer statistischen Analyse zusätzlicher Kepler-Daten zu dem Schluss, dass dies zumindest der Fall ist 17 Milliarden Planeten die Größe der Erde - ohne Berücksichtigung ihrer Lage in Wohngebieten. Eine Studie aus dem Jahr 2019 ergab, dass erdgroße Planeten einen von sechs sonnenähnlichen Sternen umkreisen könnten.

Muster auf Ähnlichkeit

Der Earth Similarity Index (ESI) ist ein empfohlenes Maß für die Ähnlichkeit eines Planetenobjekts oder eines natürlichen Satelliten mit der Erde. Es wurde auf einer Skala von null bis eins entworfen, wobei der Erde der Wert eins zugewiesen wurde. Der Parameter soll den Vergleich von Planeten in großen Datenbanken erleichtern.

ESI, 2011 in der Zeitschrift Astrobiology vorgeschlagen, kombiniert Informationen über den Radius, die Dichte, die Geschwindigkeit und die Oberflächentemperatur eines Planeten.

Website gepflegt von einem der Autoren des Artikels von 2011, Abla Mendes von der Universität Puerto Rico, stellt seine Berechnungen der Indizes für verschiedene exoplanetare Systeme vor. ESI Mendesa wird anhand der in gezeigten Formel berechnet Abbildung 10wo x_i ihre_i0 sind die Eigenschaften des außerirdischen Körpers im Verhältnis zur Erde, v_i der gewichtete Exponent jeder Eigenschaft und die Gesamtzahl der Eigenschaften. Es wurde auf der Basis gebaut Breya-Curtis-Ähnlichkeitsindex.

Das jeder Eigenschaft zugewiesene Gewicht, w_iist eine beliebige Option, die ausgewählt werden kann, um bestimmte Merkmale gegenüber anderen hervorzuheben oder um gewünschte Index- oder Ranking-Schwellenwerte zu erreichen. Die Website kategorisiert außerdem die Möglichkeit, auf Exoplaneten und Exomonden zu leben, nach drei Kriterien: Standort, ESI und Hinweis auf die Möglichkeit, Organismen in der Nahrungskette zu halten.

Dadurch zeigte sich beispielsweise, dass der zweitgrößte ESI im Sonnensystem zum Mars gehört und 0,70 beträgt. Einige der in diesem Artikel aufgeführten Exoplaneten überschreiten diese Zahl und einige wurden kürzlich entdeckt Tigarden b er hat mit 0,95 den höchsten ESI aller bestätigten Exoplaneten.

Wenn wir über erdähnliche und bewohnbare Exoplaneten sprechen, dürfen wir die Möglichkeit bewohnbarer Exoplaneten oder Satelliten-Exoplaneten nicht vergessen.

Die Existenz natürlicher extrasolarer Satelliten muss noch bestätigt werden, aber im Oktober 2018 hat Prof. David Kipping kündigte die Entdeckung eines möglichen Exomondes an, der das Objekt umkreist Kepler-1625p.

Große Planeten im Sonnensystem wie Jupiter und Saturn haben große Monde, die in mancher Hinsicht lebensfähig sind. Daher haben einige Wissenschaftler vermutet, dass große extrasolare Planeten (und Doppelplaneten) ähnlich große potenziell bewohnbare Satelliten haben könnten. Ein Mond mit ausreichender Masse ist in der Lage, eine titanähnliche Atmosphäre sowie flüssiges Wasser auf der Oberfläche zu unterstützen.

Von besonderem Interesse in dieser Hinsicht sind massereiche extrasolare Planeten, von denen bekannt ist, dass sie sich in der bewohnbaren Zone befinden (wie Gliese 876 b, 55 Cancer f, Upsilon Andromedae d, 47 Ursa Major b, HD 28185 b und HD 37124 c), da sie potenziell natürliche Satelliten mit flüssigem Wasser auf der Oberfläche haben.

Leben um einen roten oder weißen Stern?

Ausgestattet mit fast zwei Jahrzehnten an Entdeckungen in der Welt der Exoplaneten haben Astronomen bereits damit begonnen, sich ein Bild davon zu machen, wie ein bewohnbarer Planet aussehen könnte, obwohl sich die meisten auf das konzentriert haben, was wir bereits wissen: einen erdähnlichen Planeten, der einen gelben Zwerg umkreist unsere. Die Sonne, klassifiziert als Hauptreihenstern vom Typ G. Was ist mit kleineren roten M-Sternen, von denen es in unserer Galaxie noch viel mehr gibt?

Wie würde unser Zuhause aussehen, wenn es einen Roten Zwerg umkreisen würde? Die Antwort ist ein bisschen erdähnlich und weitgehend nicht erdähnlich.

Von der Oberfläche eines solchen imaginären Planeten würden wir zunächst eine sehr große Sonne sehen. Angesichts der Nähe der Umlaufbahn scheint es eineinhalb bis dreimal mehr zu sein als das, was wir vor Augen haben. Wie der Name schon sagt, leuchtet die Sonne aufgrund der kühleren Temperatur rot.

Rote Zwerge sind doppelt so warm wie unsere Sonne. Auf den ersten Blick mag ein solcher Planet der Erde etwas fremd vorkommen, aber nicht schockierend. Die wirklichen Unterschiede werden erst deutlich, wenn wir uns darüber im Klaren sind, dass sich die meisten dieser Objekte synchron mit dem Stern drehen, sodass eine Seite immer seinem Stern zugewandt ist, wie es unser Mond mit der Erde tut.

Das bedeutet, dass die andere Seite wirklich dunkel bleibt, da sie keinen Zugang zu einer Lichtquelle hat – anders als der Mond, der leicht von der Sonne von der anderen Seite beleuchtet wird. Tatsächlich ist die allgemeine Annahme, dass der Teil des Planeten, der im ewigen Tageslicht blieb, ausbrennen und der in die ewige Nacht getauchte Teil des Planeten einfrieren würde. Allerdings ... so sollte es nicht sein.

Jahrelang schlossen Astronomen die Region der Roten Zwerge als Jagdrevier der Erde aus, da sie glaubten, dass die Teilung des Planeten in zwei völlig unterschiedliche Teile keinen von ihnen unbewohnbar machen würde. Einige bemerken jedoch, dass atmosphärische Welten eine spezifische Zirkulation haben, die dazu führt, dass sich auf der Sonnenseite dicke Wolken ansammeln, um zu verhindern, dass intensive Strahlung die Oberfläche verbrennt. Zirkulationsströmungen würden auch die Wärme auf dem Planeten verteilen.

Darüber hinaus könnte diese Verdickung der Atmosphäre tagsüber einen wichtigen Schutz gegen andere Strahlengefahren bieten. Junge Rote Zwerge sind in den ersten paar Milliarden Jahren ihrer Aktivität sehr aktiv und senden Fackeln und ultraviolette Strahlung aus.

Dicke Wolken schützen wahrscheinlich potenzielles Leben, obwohl sich hypothetische Organismen eher tief in den Gewässern des Planeten verstecken. Tatsächlich glauben Wissenschaftler heute, dass Strahlung, beispielsweise im ultravioletten Bereich, die Entwicklung von Organismen nicht verhindert. Schließlich entwickelte sich das frühe Leben auf der Erde, aus dem alle uns bekannten Organismen, einschließlich des Homo Sapiens, hervorgingen, unter Bedingungen starker UV-Strahlung.

Dies entspricht den Bedingungen, die auf dem nächsten uns bekannten erdähnlichen Exoplaneten angenommen werden. Astronomen der Cornell University sagen, dass das Leben auf der Erde stärkerer Strahlung ausgesetzt war als bisher bekannt Proxima-b.

Proxima-b, nur 4,24 Lichtjahre vom Sonnensystem entfernt und der nächstgelegene erdähnliche Gesteinsplanet, den wir kennen (obwohl wir fast nichts darüber wissen), empfängt 250-mal mehr Röntgenstrahlen als die Erde. Es kann auch tödliche Mengen ultravioletter Strahlung auf seiner Oberfläche erfahren.

Es wird angenommen, dass für TRAPPIST-1, Ross-128b (fast elf Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Jungfrau) und LHS-1140 b (vierzig Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Wal) Proxima-b-ähnliche Bedingungen herrschen. Systeme.

Andere Annahmen betreffen Entstehung potenzieller Organismen. Da ein dunkelroter Zwerg viel weniger Licht emittieren würde, wird die Hypothese aufgestellt, dass, wenn der ihn umkreisende Planet Organismen enthalten würde, die unseren Pflanzen ähneln, diese Licht über einen viel größeren Wellenlängenbereich für die Photosynthese absorbieren müssten, was bedeuten würde, dass „Exoplaneten“ dies könnten unserer Meinung nach fast schwarz sein (siehe auch: ). Allerdings ist hier zu beachten, dass es auf der Erde auch Pflanzen mit einer anderen Farbe als Grün gibt, die das Licht etwas anders absorbieren.

In jüngster Zeit haben sich Forscher für eine andere Kategorie von Objekten interessiert – Weiße Zwerge, die in ihrer Größe der Erde ähneln und keine Sterne im eigentlichen Sinne sind, aber um sich herum eine relativ stabile Umgebung schaffen, die über Milliarden von Jahren Energie ausstrahlt, was sie zu interessanten Zielen macht Exoplanetenforschung. .

Ihre geringe Größe und das daraus resultierende große Transitsignal eines möglichen Exoplaneten ermöglichen die Beobachtung potenzieller Gesteinsplanetenatmosphären, sofern vorhanden, mit Teleskopen der neuen Generation. Astronomen wollen alle gebauten und geplanten Observatorien, einschließlich des James-Webb-Teleskops, terrestrisch nutzen Extrem großes Teleskopsowie Zukunft Herkunft, HabEx i LOUVOIRwenn sie entstehen.

Es gibt ein Problem in diesem wunderbar expandierenden Bereich der Exoplanetenforschung, -forschung und -erkundung, das im Moment unbedeutend ist, aber eines, das mit der Zeit dringend werden könnte. Nun, wenn es uns dank immer fortschrittlicherer Instrumente endlich gelingt, einen Exoplaneten zu entdecken - den Zwilling der Erde, der alle komplexen Anforderungen erfüllt, gefüllt mit Wasser, Luft und genau der richtigen Temperatur, und dieser Planet wird "frei" aussehen , dann ohne Technologie, die es erlaubt, zu einem vernünftigen Zeitpunkt dorthin zu fliegen, und zu erkennen, dass es eine Qual sein kann.

Aber zum Glück haben wir ein solches Problem noch nicht.