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Donnerstag, 29.09.2016
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Erde bleibt noch 1,75 Milliarden Jahre bewohnbar

Hilfe bei der Suche nach Leben: Modell kalkuliert die habitable Phase von Planeten

Mindestens 1,75 Milliarden gute Jahre bleiben uns noch. Danach allerdings wird es ungemütlich, denn die Sonne wird dann unseren Planeten zur Wüste machen. Das zeigt ein neues Modell britischer Forscher. Noch wichtiger aber: Mit dem Modell lässt sich auch kalkulieren, wie lange ein Exoplanet bereits in der habitablen Zone um seinen Stern kreist und damit auch, ob es genügend Zeit war, um Leben zu entwickeln. Das hilft bei der Suche nach außerirdischem Leben, so die Forscher im Fachmagazin "Astrobiology".
Planetensystem Gliese 581 - hier bleibt die habitable Zone lange stabil

Planetensystem Gliese 581 - hier bleibt die habitable Zone lange stabil

Wo flüssiges Wasser existiert, da kann auch Leben entstehen. Deshalb gilt die sogenannte habitable Zone als der Bereich in einem Planetensystem, in dem der Stern einen Planeten gerade genug aufheizt, um ihn lebensfreundlich zu machen. Doch Leben benötigt auch noch etwas anderes: Genügend Zeit, damit sich Organismen bilden und zu komplexeren Formen entwickeln können. Das Problem dabei: Im Laufe seines Lebens verändert sich ein Stern: Er dehnt sich aus und verschiebt damit auch die Grenzen der habitablen Zone.

Modell hilft bei Kalkulation der "habitablen Phase"


Die Frage, wie sich die bewohnbaren Zonen je nach Lebensphase des Zentralgestirns verschieben, ist daher für die Suche nach außerirdischem Leben von größtem Interesse. Passende Himmelskörper sollten idealerweise schon seit einigen Milliarden Jahren in der habitablen Zone liegen. „Wir wissen, dass sich komplexe, intelligente Arten wie der Mensch nicht in einigen Millionen Jahren entwickelt können“, sagt Andrew Rushby von der University of East Anglia. Er und seine Kollegen haben nun ein Modell entwickelt, mit dem sich errechnen lässt, wie lange sich ein Exoplanet bereits in der "habitablen Phase" seiner Geschichte befindet.

Das Modell berücksichtigt dafür, wie sich die Leuchtkraft des Zentralgestirns im Laufe der Zeit entwickelt und wie die die Lage der habitablen Zone beeinflusst. Zwar seien bereits viele ausgeklügelte Vorhersagen für die Erde verfügbar, so Rushby. Für Exoplaneten sei die Datenlage jedoch bisher äußerst mager gewesen. Um ihr Modell zu testen, errechneten die Forscher exemplarisch für den Mars und sieben Exoplaneten, für wie viele Jahrmilliarden die Temperaturen so gemäßigt sind, dass flüssiges Wasser auf der Oberfläche existieren könnte.


Gliese 851d bleibt am längsten bewohnbar


Insgesamt zeigte sich, dass die lebensfreundlichen Phasen länger dauern, wenn der Zentralstern ist. Der Exoplanet Kepler 22b kommt demnach auf 4,3 Milliarden "bewohnbare" Jahre. Die Erde verbringt nach konservativen Schätzungen etwa 6,3 Milliarden Jahre in der habitablen Zone, gegen Ende dieser Zeit wird sie aber höchstens noch von einigen besonders robusten Mikroben besiedelt sein. Angenehm bleibt es daher nur noch rund 1,75 Milliarden Jahre.

Am längsten könnten es sich Organismen auf Gliese 851d gemütlich machen: 42,4 Milliarden Jahre lang dürfte er am richtigen Ort in seinem Planetensystem sein. "Dieser Planet könnte damit zehnfach länger warm und angenehm bleiben als unser eigenes Sonnensystem überhaupt existiert", sagt Rushby.

Wasser auf dem Mars?

Wasser auf dem Mars?

Zuflucht Mars?


Noch hat das Modell Schwächen, wie die Forscher einräumen. Vor allem mangelt es an Daten: Um zu wissen, wie lange ein Himmelskörper bereits in der habitablen Zone liegt und wie viel Zeit ihm noch bleibt, werden Daten zum Alter seines Sterns benötigt, die nicht immer verfügbar sind. Außerdem gehen die Forscher in ihrer Definition von „bewohnbar“ davon aus, dass die Planeten erdähnliche Eigenschaften haben, was Masse, Zusammensetzung, Tektonik, Druck und Zusammensetzung der Atmosphäre angeht.

„Die Planeten in unseren Beispielen genügen mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht allen diesen Ansprüchen, und diese Restriktionen sollten bei der Interpretation unserer Ergebnisse beachtet werden“, schreiben die Forscher. Und: „Bis heute wurde noch kein Planet entdeckt, der wirklich analog zur Erde ist.“

Auf dem Mars etwa ist der Atmosphärendruck zu gering, und die geodynamischen Vorgänge sind zu träge. Rushby erklärt dennoch: „Wenn wir je auf einen anderen Planeten umsiedeln müssten, haben wir auf dem Mars wahrscheinlich die besten Chancen. Er ist ziemlich nah und wird bis zum Tod der Sonne in sechs Milliarden Jahren in der bewohnbaren Zone bleiben.“ (Astrobiology, 2013; doi: 10.1089/ast.2012.0938)
(University of East Anglia, 19.09.2013 - NSC/NPO)
 
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