Eine Illustration eines Roten Zwergsterns von der Oberfläche eines feuchten Exoplaneten. (ESO/M. Kornmesser) Die Milchstraße könnte ein viel feuchterer Ort sein, als wir wussten.
Eine neue Analyse von Exoplaneten, die Rote Zwerge umkreisen, legt nahe, dass uns möglicherweise eine Population von „Wasserwelten“ entgangen ist – feuchten Planeten, deren Zusammensetzung zu bis zu 50 Prozent aus Wasser besteht.
Nicht alle dieser Welten werden in einem abgedeckt globaler flüssiger Ozean ; Wissenschaftler gehen davon aus, dass das Wasser bei vielen von ihnen in hydratisierten Mineralien gebunden sein wird. Der Befund könnte jedoch Auswirkungen auf unsere Suche nach Leben außerhalb des Sonnensystems haben.
„Es war eine Überraschung, Beweise für so viele Wasserwelten zu sehen, die den häufigsten Sterntyp in der Galaxie umkreisen.“ sagt der Astronom Rafael Luque der University of Chicago.
„Es hat enorme Konsequenzen für die Suche nach bewohnbaren Planeten.“
Obwohl wir Mit bloßem Auge kann man keinen einzigen Roten Zwerg erkennen , diese Sterne sind unglaublich zahlreich. Kleine, kühle und schwache Rote Zwerge haben maximal nur etwa die Hälfte der Sonnenmasse.
Ihre niedrige Fusionsrate verleiht ihnen die längste Lebensdauer aller Sterne; Mit einem Alter von 13,8 Milliarden Jahren ist das Universum nicht alt genug, als dass ein Roter Zwergstern seine gesamte, geschätzte 100 Milliarden Jahre lange Lebensspanne durchlebt hätte.
Schätzungsweise 73 Prozent der Sternpopulation der Milchstraße bestehen aus Roten Zwergsternen. Denken Sie einen Moment darüber nach. Wenn Sie in einer warmen Sommernacht auf einem kühlen Feld oder auf der Pritsche eines Lastwagens in der Wüste Sterne beobachten, können Sie die meisten Sterne am Himmel nicht einmal sehen.
Da sie so dunkel und rot sind, ist es schwierig, Exoplaneten in der Umlaufbahn um Rote Zwerge zu finden. Nur ein kleiner Prozentsatz davon 5.084 bestätigte Exoplaneten wurden zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels in der Nähe von Roten Zwergsternen gefunden.
Unsere Instrumente werden jedoch immer ausgefeilter – so weit, dass Wissenschaftler Dutzende kleiner Welten charakterisieren konnten, die diese kleinen Sterne umkreisen.
Es gibt zwei Hauptsignale, die Wissenschaftler zur Charakterisierung eines Exoplaneten heranziehen. Das erste ist eine regelmäßige schwache Abschwächung des Sternenlichts, wenn der umlaufende Exoplanet zwischen uns und dem Stern vorbeizieht.
Die zweite ist eine geringfügige Verlängerung und Verkürzung der Wellenlängen des Lichts des Sterns, da der umlaufende Exoplanet eine schwache Anziehungskraft ausübt.
Wenn Sie über diese Messungen verfügen und wissen, wie weit der Stern entfernt ist (und daher wie viel Licht er aussendet), können Sie den Radius und die Masse des Exoplaneten messen – zwei Merkmale, aus denen Astronomen die Dichte eines Exoplaneten ableiten können.
Aus dieser Dichte lässt sich auf die Zusammensetzung des Exoplaneten schließen. Eine geringe Dichte bedeutet wahrscheinlich einen Exoplaneten mit viel Atmosphäre, wie einen Gasriesen. Eine hohe Dichte bedeutet wahrscheinlich eine felsige Welt wie die Erde. Venus , oder Mars .
Luque und sein Kollege, der Astronom Enric Pallé vom Institut für Astrophysik der Kanarischen Inseln und der Universität La Laguna in Spanien, führten eine Dichtestudie von 43 Exoplaneten durch, die Rote Zwergsterne umkreisen.
Typischerweise wurden diese Exoplaneten in zwei Kategorien eingeteilt: felsige Exoplaneten und gashaltige Exoplaneten mit dichter Atmosphäre. Aber Luque und Pallé sahen eine merkwürdige dritte Kategorie entstehen: Exoplaneten, die zu dicht sind, um gasförmig zu sein, aber auch nicht dicht genug, um rein felsig zu sein.
Ihre Schlussfolgerung war, dass die Gesteinszusammensetzung dieser Exoplaneten mittlerer Reichweite mit etwas Leichterem vermischt war … wie vielleicht Wasser. Obwohl es verlockend ist, sich eine Welt voller stürmischer Meere vorzustellen, sind diese Planeten zu nah an ihren Sternen, als dass flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche vorhanden wäre.
Wenn sich ihr Wasser an der Oberfläche befände, würde es ihre Atmosphäre aufblähen, wodurch ihr Durchmesser noch größer und ihre Dichte geringer würde.
„Aber das sehen wir in den Proben nicht“ sagt Lukas . „Das deutet darauf hin, dass das Wasser nicht in Form eines Oberflächenozeans vorliegt.“
Stattdessen könnten diese Welten wie ein anderes Objekt im Sonnensystem aussehen – Jupiter Der Mond Ganymed , das ungefähr zur Hälfte aus Fels und zur Hälfte aus Wasser besteht, wobei das Wasser unter einer felsigen, eisigen Hülle verborgen ist. Oder sie könnten ein bisschen so sein der Mond (obwohl deutlich feuchter), in dem Wassermoleküle gebunden sind Glas und Mineralien .
Allerdings haben diese Welten ihr Wasser behalten. Wenn die Schlussfolgerungen des Teams richtig sind, deutet die Entdeckung darauf hin, dass diese Welten nicht dort entstanden sein können, wo sie entstanden sind. Stattdessen hätten sie sich weiter von ihren Sternen entfernt, aus Gestein und Eis, bilden und nach innen zu ihren jetzigen Positionen wandern müssen.
Ohne weitere Beweise ist es jedoch zum jetzigen Zeitpunkt unmöglich, auf die eine oder andere Weise ein Urteil zugunsten dieses Modells zu fällen.
„Von dieser Möglichkeit abgesehen, außerirdische Lebensformen zu entdecken“, schreibt die Astronomin Johanna Teske von der Carnegie Institution for Science in einer verwandten Perspektive „Die Messung der Zusammensetzungsvielfalt der Planeten um Rote Zwerge – den häufigsten Sterntyp in der Milchstraße – ist wichtig, um das komplexe Puzzle der Entstehung und Entwicklung kleiner Planeten zusammenzusetzen.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaft .