(Amanda Smith) Ein Planet, der nur 124 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, könnte schon beim Lesen dieser Worte voller Leben sein.
Astronomen haben die Eigenschaften eines Exoplaneten in der Mitte zwischen Erde und Neptun eingehend analysiert und herausgefunden, dass er doch gastfreundlich sein könnte. Die Entdeckung erweitert das Spektrum der Planeten, die Astronomen in ihre Suche nach außerirdischem Leben einbeziehen können.
Der betreffende Planet heißt K2-18b. Das kommt Ihnen vielleicht bekannt vor, denn letztes Jahr sorgte es für große Schlagzeilen Astronomen fanden Wasserdampf in seiner Atmosphäre . Allerdings war damals die potenzielle Bewohnbarkeit des Exoplaneten unklar.
Er umkreist einen Roten Zwergstern K2-18, genau in der Mitte der bewohnbaren Zone – nicht so heiß, dass flüssiges Wasser von der Oberfläche verdunsten würde, und nicht so kalt, dass es völlig gefrieren würde. Doch um bewohnbar zu sein, bedarf es mehr als nur des richtigen Abstands; Der Mars ist ein großartiges Beispiel dafür .
Wir neigen auch dazu zu denken, dass Felsigkeit – ein Planet wie die Erde – Venus , Mars Und Quecksilber - ist Voraussetzung für die Bewohnbarkeit. Mit einer 2,6-fachen Größe und 8,6-fachen Masse der Erde könnte K2-18b eher einem Mini-Neptun als einem Fels ähneln.
„In den Atmosphären mehrerer Exoplaneten wurde Wasserdampf nachgewiesen, aber selbst wenn sich der Planet in der bewohnbaren Zone befindet, bedeutet das nicht unbedingt, dass auf der Oberfläche bewohnbare Bedingungen herrschen.“ sagte der Astronom Nikku Madhusudhan der Universität Cambridge.
„Um die Aussichten auf Bewohnbarkeit zu ermitteln, ist es wichtig, ein einheitliches Verständnis der inneren und atmosphärischen Bedingungen auf dem Planeten zu erlangen – insbesondere, ob flüssiges Wasser unter der Atmosphäre existieren kann.“
Und hier ist die Sache. Laut der neuen Analyse könnte sogar ein Mini-Neptun in der bewohnbaren Zone möglicherweise Leben beherbergen.
Das Problem besteht darin, dass ein Mini-Neptun in der bewohnbaren Zone voraussichtlich eine dicke Wasserstoffhülle haben wird. Darunter befindet sich vermutlich ein flüssiger Ozean, der jedoch je nach Dicke der Wasserstoffhülle unter sehr hohem Druck steht. Je dicker die Hülle, desto dichter ist der Ozean. Wenn es dicht genug ist, heißt das, dass es lebenslang verboten ist (soweit wir wissen).
(Nebenbei bemerkt, die Ozeane auf Neptun und Uranus sollten bei normalem Druck fest gefroren sein, aber es wird angenommen, dass sie einen so hohen Druck haben, dass sie es tatsächlich sind überkritische Flüssigkeiten . Wild.)
Deshalb beschlossen Madhusudhan und sein Team, K2-18b genauer unter die Lupe zu nehmen, um zu sehen, ob nach unseren Beobachtungen ein Ozean auf dem Exoplaneten diesen unwirtlichen ozeanischen Druckniveaus ausgesetzt sein würde.
Sie nutzten vorhandene Beobachtungen des Planeten, einschließlich seiner atmosphärischen Eigenschaften sowie seiner Größe und Masse, um die Zusammensetzung und Struktur der Atmosphäre zu extrapolieren und einzuschränken. Diese Erkenntnisse wurden dann verwendet, um die innere Struktur und die thermodynamischen Eigenschaften des Exoplaneten mithilfe numerischer Modellierung und statistischer Methoden einzuschränken.
Sie fanden heraus, dass die Atmosphäre reich an Wasserstoff ist und zwischen 0,02 und 14,8 Prozent Wasser enthält (die Erdatmosphäre enthält zwischen 0 und 5 Prozent Wasser). Hinzu kamen geringe Mengen Methan und Ammoniak, die sowohl durch biologische als auch durch nichtbiologische Prozesse entstehen können. Beides könne zum jetzigen Zeitpunkt nicht ausgeschlossen werden, sagten die Forscher.
Diese Informationen wurden dann auf eine Vielzahl von Planetenmodellen angewendet, um herauszufinden, welches am besten zu den Daten passt. Und sie fanden heraus, dass die maximale Wasserstoffmenge, die die beobachteten Eigenschaften des Planeten erklären könnte, etwa 6 Prozent seiner Masse betrug – obwohl die meisten Lösungen weitaus weniger Wasserstoff enthielten.
„Wir wollten wissen, wie dick die Wasserstoffhülle ist – wie tief der Wasserstoff dringt“, sagte der Astronom Matthew Nixon der Universität Cambridge. „Obwohl es sich hierbei um eine Frage mit mehreren Lösungen handelt, haben wir gezeigt, dass man nicht viel Wasserstoff benötigt, um alle Beobachtungen zusammen zu erklären.“
Die Mindestmenge an Wasserstoff betrug etwa ein Millionstel der Masse des Planeten – ähnlich wie auf der Erde. Und einige der Szenarien ließen einen flüssigen Ozean mit bewohnbaren Drücken zu.
Es ist kein schlüssiger Beweis dafür, dass K2-18b definitiv bewohnbar ist, aber es zeigt, dass solche Exoplaneten es sein könnten. Das bedeutet, dass wir unsere Suche nach bewohnbaren Welten nicht auf felsige Planeten in bewohnbaren Zonen beschränken müssen. Es eröffnet ein ganz neues Spiel voller schwülstiger außerirdischer Welten.
„Zukünftige Beobachtungen, zum Beispiel mit dem James Webb-Weltraumteleskop, werden das Potenzial haben, unsere Erkenntnisse zu verfeinern“, schrieben die Forscher in ihrer Arbeit .
„Wir argumentieren, dass Planeten wie K2-18b tatsächlich das Potenzial haben können, bewohnbare Bedingungen zu erreichen, und dass die Suche nach Biosignaturen nicht unbedingt auf kleinere Gesteinsplaneten beschränkt sein sollte.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe .