In einem Aufsatz der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics hat Yann Alibert von der Universität Bern eine Untersuchung vorgestellt, aus der hervorgeht, dass so genannte Super-Erden nur Leben tragen können, wenn sie nicht zu groß sind – selbst dann, wenn sie in der habitablen Zone ihren Stern umkreisen.
Ein Beitrag von Hans Lammersen. Quelle: Universität Bern, Welt der Physik.de.
(Bild: NASA/Ames/JPL-Caltech)
Als Super-Erden bezeichnen die Astronomen Exoplaneten mit einem bis zu 2-fachen Erddurchmesser unabhängig von der Beschaffenheit ihrer Oberfläche.
Yann Alibert hat nun in seiner Studie „On the radius of habitable Planets“ den Schluss gezogen, dass Supererden dann, wenn sie einen bestimmten Durchmesser überschreiten, als potenzielle Träger von Leben ausscheiden. Die Grenze zieht Alibert, je nach der chemischen Zusammensetzung des Planeten, bei dem 1,7 – 2,2-fachen des Erddurchmessers.
Mit seiner Studie leistet Alibert auch einen Beitrag dazu, die Suche nach Planeten, die Leben tragen können, zu vereinfachen. Da die Bedingungen für Leben sehr komplex sind, ist es schwierig herauszufinden, ob auf Exoplaneten solche Bedingungen herrschen. Einfacher hingegen ist es, die Planeten auszuschließen, die kein Leben beherbergen können. Masse und Radius von Exoplaneten sind Parameter, die von Sonden gemessen werden können. Durch Aliberts Studie kann man nun den Kreis von Planeten, die man zwecks weiterer Suche nach Leben genauer unter die Lupe nehmen möchte, besser eingrenzen.
Die Frage ist nun, was sich oberhalb der von Alibert festgestellten Grenzen auf den Planeten verändert und so potenzielles Leben unmöglich macht. Alibert führt zwei wichtige Zusammenhänge an: Zum einen die Existenz flüssigen Wassers, welches für die Existenz von Leben unabdingbar ist, zum anderen die Funktionalität des Kohlenstoffzyklus´. Dieser sorgt als geologischer Prozess auf der Erde für eine Regulierung der Temperatur. In den Ozeanen gelöstes Kohlendioxid wird infolge chemischer Verbindungen in das Erdinnere transportiert, dort wieder freigesetzt und gelangt durch Vulkanausbrüche oder sonstige tektonische Vorgänge wieder an die Oberfläche bzw. in die Atmosphäre.
Ein zu großer Radius bei einer erdähnlichen Masse deutet nun aber darauf hin, dass der Planet entweder zu viel Gas oder zu viel Wasser enthält. Gibt es auf dem Planeten zu viel Gas, kann sich kein flüssiges Wasser bilden. Enthält der Planet hingegen zu viel Wasser, ist der Druck der Wassermassen zu groß. Dann bildet sich eine exotische Art von Eis, so genanntes „Eis VII“, welches sich dann auf dem Meeresgrund ablagert und den Austausch von Kohlendioxid (und somit den Kohlenstoffzyklus) verhindert. Besteht ein Planet also aus zu viel Wasser oder zu viel Eis, dann kann auf ihm kein Leben existieren.
Die Studie von Yann Alibert bei arxiv.org:
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