Drei Computersimulationen zeigen Staub, der vom Wind aufgewirbelt wird. (Denis Sergeev/Universität Exeter) Mit Tausenden von Planeten bereits außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt Astronomen möchten unbedingt herausfinden, welche für außerirdisches Leben bewohnbar sein könnten. Eine neue Studie hat hierfür eine interessante Methode vorgeschlagen – die Berechnung des Mineralstaubs auf Exoplaneten.
Dieser in der Luft schwebende Staub – bestehend aus Kohlenstoff-Silikat-Material, das von der Planetenoberfläche angehoben wird – wird bei der Modellierung des Klimas von Exoplaneten normalerweise nicht berücksichtigt, aber Forscher sagen, dass er tatsächlich einen erheblichen Einfluss darauf haben kann, ob ein Planet in der Lage ist, Leben zu beherbergen.
Denken Sie an den Science-Fiction-Film von 1984 Düne , und Sie sind nicht mehr weit entfernt – große Staubmengen können Planeten je nach Zusammensetzung und Atmosphäre möglicherweise wärmer oder kühler halten. Dies hätte wiederum Auswirkungen darauf, ob der Planet überhaupt noch landet bewohnbare Zone das sich von seinem Wirtsstern aus erstreckt und dieses überaus wichtige Kriterium möglicherweise auf weitere Planetensysteme ausdehnt.
Die vom Team zusammengestellten Modelle simulieren die Auswirkungen von Staub auf gezeitengebundene Planeten, bei denen immer die gleiche Seite des Planeten seiner Sonne zugewandt ist. Die „Tag“-Seite wird durch den Staub gekühlt und die „Nacht“-Seite wird dadurch erwärmt.
„Auf der Erde und Mars „Staubstürme haben sowohl kühlende als auch wärmende Effekte auf der Oberfläche, wobei der kühlende Effekt normalerweise die Oberhand gewinnt“, sagt der Astrophysiker Ian Boutle , vom Met Office und der University of Exeter im Vereinigten Königreich. „Aber diese Planeten mit ‚synchronisierter Umlaufbahn‘ sind sehr unterschiedlich.“
„Hier befinden sich die dunklen Seiten dieser Planeten in ständiger Nacht und der wärmende Effekt überwiegt, während auf der Tagseite der kühlende Effekt überwiegt.“ Der Effekt besteht darin, die Temperaturextreme abzumildern und so den Planeten bewohnbarer zu machen.“
Die Forscher fanden außerdem heraus, dass Staub auf Exoplaneten, die näher am Wirtsstern liegen, eine Rückkopplungsschleife erzeugen könnte, die den Verlust von Wasser von der Oberfläche verzögerte, das andernfalls bei höheren Temperaturen verdampfen würde.
Am anderen Ende der bewohnbaren Zone, am weitesten vom Stern entfernt, kann Staub eine wärmende Wirkung haben, indem er Staub absorbiert und abgibt Infrarotstrahlung . Letztendlich hängen die Auswirkungen von Staub von einer Reihe von Faktoren ab, darunter dem Gleichgewicht von Land und Ozeanen auf dem Planeten und der Zusammensetzung seiner Atmosphäre.
Zukünftige Exoplanetenmodellierungen sollten diese Faktoren berücksichtigen, sagen die Autoren der neuen Studie – und erkennen auch an, dass Staub einen Teil des Schlüssels verbergen kann Biomarker , wie Wasserdampf und Sauerstoff, die typischerweise zur Beurteilung der Fähigkeit eines Planeten, Leben zu unterstützen, verwendet werden.
„Staub in der Luft ist etwas, das Planeten bewohnbar machen könnte, aber auch unsere Fähigkeit beeinträchtigt, Lebenszeichen auf diesen Planeten zu finden.“ sagt der Umweltwissenschaftler Manoj Joshi , von der University of East Anglia im Vereinigten Königreich. „Diese Effekte müssen in der zukünftigen Forschung berücksichtigt werden.“
Wir wissen von hier auf der Erde, dass Staub entstehen kann eine erhebliche Auswirkung An Klimawandel und die Modellierung, die wir verwenden, um es vorherzusagen; Betrachtet man es also als einen Faktor bei der Suche nach Leben außerhalb der Erde, könnte dies bedeuten, dass mehr Exoplaneten eine genauere Betrachtung wert sind.
Natürlich ist die Untersuchung von Planeten aus einer so großen Entfernung im Weltraum eine unglaubliche Herausforderung, aber je besser unsere Teleskope werden und unsere Berechnungen genauer werden, desto besser können wir erkennen, wo sich Leben befindet könnte vorhanden sein .
Die bewohnbare Zone wird normalerweise als ein Ort definiert, an dem die Bedingungen nicht so heiß sind, dass das Oberflächenwasser vollständig verdunstet, und nicht so kalt, dass das Oberflächenwasser gefriert. Zusätzlich, Gesteinsplaneten Man geht davon aus, dass sie die besten Chancen auf ein Leben haben. Nun scheint es, als müssten wir unseren Berechnungen einen weiteren Faktor hinzufügen.
„Forschung wie diese ist nur möglich, wenn man disziplinübergreifend arbeitet und das hervorragende Verständnis und die Techniken, die zur Erforschung des Klimas unseres eigenen Planeten entwickelt wurden, mit modernster Astrophysik kombiniert.“ sagt der Astrophysiker Nathan Mayne , von der University of Exeter.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturkommunikation .