Künstlerische Darstellung eines Eierschalen-Exoplaneten. (NASA) Das Universum ist ein wunderbar seltsamer und abwechslungsreicher Ort. Wir haben gerade erst begonnen, an der Oberfläche dessen zu kratzen, was möglich sein könnte. Es wäre beispielsweise töricht, sich vorzustellen, dass unser Sonnensystem die gesamte Bandbreite aufweist Planetenvielfalt .
Tatsächlich wir wissen Es nicht . Doch unsere Erkennungstechnologien sind noch nicht ausgereift genug, um Exoplaneten (Planeten außerhalb des Sonnensystems) besonders detailliert beobachten zu können. Neueren Forschungsergebnissen zufolge könnte ein solcher Exoplaneten wie riesige kosmische Eier aussehen.
Diese Exoplaneten wären ein einziger, verschmolzener, dünner und spröder Lithosphäre – die äußerste Planetenschicht – mit wenig bis gar keiner Topographie: wie eine Eierschale, die das Planeteninnere umschließt. Da diese Lithosphäre ein ununterbrochenes Stück ist, hätten diese Eierschalenwelten keine Plattentektonik; Dies wiederum könnte ihre Bewohnbarkeit einschränken.
Diese Entdeckung könnte einen weiteren Parameter hinzufügen, um unsere Suche nach bewohnbaren Welten in der Milchstraße zu verfeinern.
„Zu verstehen, ob die Möglichkeit einer Plattentektonik besteht, ist eine wirklich wichtige Sache, die man über eine Welt wissen muss, da Plattentektonik möglicherweise erforderlich ist, damit ein großer Gesteinsplanet bewohnbar ist.“ sagt der Planetengeologe Paul Byrne der Washington University in St. Louis.
„Es ist daher besonders wichtig, wenn wir über die Suche nach erdähnlichen Welten um andere Sterne herum sprechen und wenn wir die Bewohnbarkeit von Planeten im Allgemeinen charakterisieren.“
Da wir Oberflächendetails von Exoplaneten nicht aufklären können – zumindest noch nicht – haben Astronomen andere Wege gefunden, um zu versuchen, die mögliche Bandbreite an Welten zu erkunden, die es außerhalb des Sonnensystems geben könnte.
Dies erfolgt in der Regel in Form von Simulationen und Modellierungen. Wir wissen, dass bestimmte Merkmale bei der Entstehung von Exoplaneten eine Rolle spielen, wie etwa Größe, Alter, Zusammensetzung, Innentemperatur und Entfernung vom Mutterstern; Durch Variation dieser Eigenschaften in einem Modell können Planetenforscher eine Reihe möglicher Exoplanetenmorphologien erhalten.
Byrne und sein Team wollten wissen, welche dieser Parameter eine Rolle bei der Bestimmung der Dicke der Lithosphäre eines Exoplaneten spielen. Dies kann eine Reihe anderer Eigenschaften offenbaren, da die Dicke der Lithosphäre eine Rolle dabei spielt, ob diese Lithosphäre Gebirgszüge tragen kann oder ob sie flexibel genug ist, um tektonische Subduktion zu unterstützen – bei der sich der Rand einer Platte biegt und unter eine andere gleitet.
Tektonische Subduktion spielt eine wichtige Rolle trägt zur Aufrechterhaltung des Erdklimas bei und wird daher als sehr wichtig angesehen (obwohl dies vielleicht auch nicht der Fall ist). absolut notwendig ) für Bewohnbarkeit. Wenn wir also herausfinden können, ob ein Exoplanet die Parameter für eine subduzierende Lithosphäre erfüllt oder nicht, können wir diese Informationen in unsere Suche nach bewohnbaren Welten einbeziehen.
Eines der Hauptmerkmale, von denen wir glauben, dass sie einen Exoplaneten bewohnbar machen würden, ist, dass, wenn die Welt felsig ist, wie die Erde, Mars oder Venus . Also begannen die Forscher mit einer generischen, felsigen Welt in der Größe der Erde. Von diesem Zeitpunkt an führten sie Tausende von Modellen durch, optimierten Parameter und analysierten die Ergebnisse.
Diese Ergebnisse zeigten, wie ein Eierschalen-Exoplanet entstehen könnte.
„Die Oberflächentemperatur ist der dominierende Faktor, der die Dicke der spröden Schicht bestimmt: Kleinere und ältere Planeten haben im Allgemeinen dicke, spröde Lithosphären, ähnlich denen von Quecksilber und Mars, wohingegen größere, jüngere Planeten dünnere, spröde Lithosphären haben, die möglicherweise mit dem Venus-Tiefland vergleichbar sind“, schrieben die Forscher in ihrer Arbeit .
„Aber bestimmte Kombinationen dieser Parameter ergeben Welten mit äußerst dünnen, spröden Schichten.“ „Wir gehen davon aus, dass solche Körper eine geringe erhöhte Topographie und begrenzte volatile Zyklen und Verwitterung aufweisen.“
Das Team stellte fest, dass diese Exoplaneten wahrscheinlich dem Tiefland der Venus ähneln. Die Oberflächentemperaturen auf der Venus liegen im Durchschnitt bei ca 471 Grad Celsius (880 Grad Fahrenheit). Diese sengenden Temperaturen führen dazu, dass die Venus-Lithosphäre in Teilen wie dem Tiefland sehr dünn ist, was zu flachem, mehr oder weniger konturlosem Gelände führt.
Die Ergebnisse bieten künftigen Jägern bewohnbarer Welten einen Rahmen für die Berechnung der Lithosphärendicke von Exoplaneten, deren Masse, Größe und Oberflächentemperatur wir kennen. Eierschalen-Exoplaneten sollten Supererden sein, die entweder sehr jung sind, radiogene Elemente enthalten, die den Exoplaneten von innen erhitzen, sich in der Nähe ihrer Sterne befinden oder einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt haben, wie die Venus.
„Was wir hier dargelegt haben, ist im Wesentlichen eine Anleitung oder ein praktisches Handbuch.“ „Wenn Sie einen Planeten mit einer bestimmten Größe, einer bestimmten Entfernung von seinem Stern und einer bestimmten Masse haben, können Sie mit unseren Ergebnissen Schätzungen für eine Vielzahl anderer Merkmale vornehmen.“ Sagte Byrne .
„Letztendlich wollen wir dazu beitragen, die Eigenschaften zu identifizieren, die eine Welt bewohnbar machen.“ Und zwar nicht nur vorübergehend, sondern für eine lange Zeit bewohnbar, denn wir glauben, dass das Leben wahrscheinlich eine Weile braucht, um in Gang zu kommen und nachhaltig zu werden.“
Die Forschung wurde im veröffentlicht Zeitschrift für geophysikalische Forschung: Planeten .