(titoOnz/iStock/Getty Images Plus) Es gibt viele unbeantwortete Fragen zu unserem Platz im Universum. Warum sind wir hier? Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit unserer Existenz? Könnte es da draußen in der Galaxie noch andere wie uns geben?
Eine der Zahlen, die uns bei der Beantwortung dieser Fragen helfen könnten, ist diese: Wie viele Gesteinsplaneten wie die Erde umkreisen Sterne wie die Sonne in einer gemäßigten Entfernung, die für Leben, wie wir es kennen, geeignet ist? Jetzt haben wir eine Antwort, die auf Daten des ausgemusterten Kepler-Weltraumteleskops basiert.
Es sind rund 300 Millionen.
Das ist nicht unbedingt ein genau Zahl, aber es gibt uns eine grobe Ausgangsbasis, von der aus wir nach potenziell lebenserhaltenden Welten in unserer Galaxie suchen können.
„Kepler hat uns bereits gesagt, dass es Milliarden von Planeten gibt, aber jetzt wissen wir, dass ein großer Teil dieser Planeten felsig und bewohnbar sein könnte.“ sagte der Astronom Steve Bryson des Ames Research Center der NASA.
„Obwohl dieses Ergebnis noch lange kein endgültiger Wert ist und Wasser auf der Oberfläche eines Planeten nur einer von vielen Faktoren ist, die das Leben unterstützen, ist es äußerst aufregend, dass wir mit so hoher Sicherheit und Präzision berechnet haben, dass diese Welten so häufig vorkommen.“
Wenn wir versuchen herauszufinden, auf welchen Exoplaneten Leben beheimatet sein könnte, achten wir auf das, was wir wissen. Und der einzige Planet, von dem wir mit Sicherheit wissen, dass er Leben beherbergt, ist unser eigener – die Erde. Es könnte eine Reihe detaillierter Faktoren geben, die für unsere Präsenz hier eine Rolle spielen, wie zum Beispiel die Anwesenheit eines Mondes , oder ein massiver Gasriese wie Jupiter ; Als Ausgangspunkt neigen Astronomen jedoch dazu, nur die folgenden drei zu verwenden.
Ist der Exoplanet felsig wie die Erde? Mars , Und Venus ? Umkreist es einen Stern wie die Sonne, der nicht zu heiß und nicht zu aktiv ist und keine Flares aufweist, die Planeten mit Strahlung treffen könnten? Und umkreist es diesen Stern in der nicht zu kalten, nicht zu heißen Goldlöckchen-Zone, weder so weit, dass flüssiges Wasser auf der Oberfläche gefrieren würde, noch so nah, dass Oberflächenwasser verdunsten würde?
Eines der Hauptziele von Kepler war es, uns dabei zu helfen, herauszufinden, wie viele Exoplaneten, die diesen drei Parametern entsprechen, in der Milchstraße existieren könnten. Bryson und sein Team nutzten alle vier Jahre der ursprünglichen Kepler-Missionsdaten , aus Mai 2009 bis Mai 2013 , um die bisher beste Schätzung dieser Zahl vorzunehmen.
Bei dieser ersten Mission (K2 war die zweite, erweiterte Mission, die nicht in den Berechnungen des Teams enthalten war) identifizierte Kepler 4.034 mögliche Exoplaneten, von denen später mehr als 2.300 validiert wurden. Doch das Weltraumteleskop hatte es schwerer als erwartet, kleinere, felsige Planeten zu entdecken.
Die Sterne, die das Teleskop untersuchte, waren in ihrer Helligkeit weitaus variabler als die Sonne, was bedeutete, dass kleinere Exoplanetentransite, die das Licht des Sterns schwächen – die Signatur, die Kepler zur Identifizierung von Exoplanetenkandidaten verwendete –, in vielen Fällen wahrscheinlich nicht von der Sternvariabilität zu unterscheiden waren. Dadurch fehlen echte Planeten und es entstehen auch falsch positive Ergebnisse. Software namens Robovetter diese Probleme behoben für Objekte mit Umlaufbahnen von weniger als 500 Tagen, aber, wie das Team feststellte, könnten viele bewohnbare Exoplaneten viel längere Umlaufbahnen haben.
Daher entwickelten sie eine Methode zur Bestimmung der Goldlöckchen-Zone eines Sterns basierend auf dem Planetenradius und dem Photonenfluss – der Anzahl der Photonen pro Sekunde und Flächeneinheit des Sterns (abgeleitet aus Daten des Sterns). Gaia-Umfrage ) trifft auf die Oberfläche des hypothetischen Exoplaneten.
„Wir wussten immer, dass wir viele Annahmen treffen mussten, wenn wir die Bewohnbarkeit einfach anhand der physischen Entfernung eines Planeten von einem Stern definieren, damit es nicht zu heiß oder zu kalt ist.“ sagte der Planetenforscher Ravi Kopparapu des Goddard Space Flight Center der NASA.
„Gaias Daten über Sterne ermöglichten uns einen völlig neuen Blick auf diese Planeten und ihre Sterne.“
Die Forscher beschränkten ihre Suche auf Exoplaneten mit einer Masse zwischen dem 0,5- und 1,5-fachen der Masse der Erde und Sterne zwischen 4.800 und 6.300 Kelvin (4.530 bis 6.025 Grad Celsius; 8.180 und 10.880 Grad Fahrenheit). effektive Temperatur (Die Sonne hat eine effektive Temperatur von 5.780 Kelvin).
Das Team fand heraus, dass etwa die Hälfte dieser Sterne auf der Grundlage ihrer Berechnungen felsige Exoplaneten der Goldlöckchen-Zone haben müssten. Nach unseren aktuellen Zählungen sind das etwa 300 Millionen Sterne in der Milchstraße.
Angesichts der Beschränkungen für die Sterne ist das nicht das ganze Bild. Frühere Schätzungen der Anzahl potenziell bewohnbarer Welten auf der Grundlage von Kepler-Daten wurden bestätigt viel höhere Zahlen . Astrobiologen glauben jedoch, dass die Chancen, einen Ort zu finden, an dem Leben gedeihen könnte, umso größer sind, je näher die Eigenschaften eines Systems denen der Erde und der Sonne ähneln.
Für die laufende und zukünftige Suche nach potenziell bewohnbaren Welten ist es daher wichtig, wirklich ins Detail zu gehen.
„Zu wissen, wie häufig verschiedene Arten von Planeten vorkommen, ist für die Planung anstehender Exoplaneten-Suchmissionen äußerst wertvoll.“ sagte die Astronomin Michelle Kunimoto des Massachusetts Institute of Technology.
„Untersuchungen, die auf kleine, potenziell bewohnbare Planeten um sonnenähnliche Sterne abzielen, werden von Ergebnissen wie diesen abhängen, um ihre Erfolgsaussichten zu maximieren.“
Die Forschung wird in veröffentlicht Das Astronomische Journal , und ist verfügbar unter arXiv .