Auf zu fremden Welten – Die Entdeckung eines bewohnbaren Planeten?

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Kuenstlerische Darstellung von Kepler-186 f

Credit: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech Kuenstlerische Darstellung von Kepler-186 f

Um das ganze gleich einmal mit einem Paukenschlag zu beginnen: Mitte April haben Kollegen aus den USA bekanntgegeben, dass sie den ersten Exoplaneten von der Grösse der Erde gefunden haben, der in der sogenannten bewohnbaren Zone, um seinen Stern kreist. Die bewohnbare Zone um einen Stern ist der Bereich, in dem die Temperatur theoretisch das Vorhandensein von Wasser in flüssiger Form ermöglicht. Da Wasser gemeinhin als notwendig für die Entstehung von Leben gilt – zumindest wie wir es von der Erde kennen – sind Planeten, die in der bewohnbaren Zone anderer Sterne kreisen, besonders spannend für die Frage nach Leben ausserhalb der Erde. Zwar ist der Planet, der den Namen “Kepler-186 f”trägt, nicht der erste Exoplanet, der in der bewohnbaren Zone eines Sterns entdeckt wurde, allerdings ist er der erste, der zusätzlich auch noch ungefähr die Grösse der Erde hat. Die früher gefundenen Exoplaneten waren allesamt groesser, und somit war es nicht klar, ob es sich um erdähnliche Gesteinsplaneten oder vielmehr um Eisplaneten mit einer massereichen und dichten Atmosphäre – ähnlich Neptun  oder Uranus – handelt.

Wie der Name bereits verrät wurde Kepler-186 f durch die Analyse von Daten des Kepler Weltraumteleskops entdeckt. Kepler erlaubt es, die Umlaufzeit und die Grösse von Exoplaneten zu bestimmen. Masse oder mögliche atmosphärische Eigenschaften lassen sich mit Kepler nicht messen. Insofern ist es wissenschaftlich unklar, ob Kepler-186 f wirklich lebensfreundliche Bedingungen bietet. Dennoch ist die Entdeckung grossartig, da sie zeigt, dass Exoplaneten von der Grösse der Erde in der bewohnbaren Zone bei anderen Sternen in unserer Milchstrasse vorkommen. Was man schon seit langem vermutet hat, ist nun empirisch unterlegt.

Anbei noch ein Bild, dass das Kepler-186 System in Relation zu unserem Planetensystem zeigt. Wie man sieht, ist Kepler-186 f der fünfte Planet, der den M-Stern Kepler-186 umkreist. Der Stern selber hat ungefähr nur die halbe Masse unserer Sonne, was dazu führt, dass er wesentlich leuchtschwächer als diese ist, und somit liegt die bewohnbare Zone (in grün dargestellt) wesentlich näher am Zentralstern.

Vergleich der Planetensysteme

Credit: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech

 

 

 

Veröffentlicht von

Nach dem Studium der Physik in Heidelberg promovierte Sascha Quanz am Max-Planck-Institut fuer Astronomie. Im Anschluss daran arbeitete er 2 Jahre in einer internationalen Unternehmensberatung, bevor seine Wissenschaftskarriere in der Schweiz fortsetzte. Seit 2009 forscht er an der ETH Zürich über Extrasolare Planeten und ihre Entstehung.

16 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. “Eisplaneten in der habitablen Zone”. Das hat mich zuerst etwas überrascht an der obigen Beschreibung:

    Zwar ist der Planet, der den Namen “Kepler-186 f” trägt, nicht der erste Exoplanet, der in der bewohnbaren Zone eines Sterns entdeckt wurde, allerdings ist er der erste, der zusätzlich auch noch ungefähr die Grösse der Erde hat. Die früher gefundenen Exoplaneten waren allesamt grösser, und somit war es nicht klar, ob es sich um erdähnliche Gesteinsplaneten oder vielmehr um Eisplaneten mit einer massereichen und dichten Atmosphäre – ähnlich Neptun oder Uranus – handelt.

    Doch wahrscheinlich wären Gasriesen oder auch schon Supererden mit einer dichten Atmosphäre vorwiegend aus Wasserstoff und anderen schweren Gasen tatsächlich Eisplaneten, da ja bei fehlendem Wasserdampf und fehlendem CO2 die Temperaturen niedrig wären – auch wenn die Planeten in der habitablen Zone kreisen. Ohne Treibhauseffekt wäre es ja auch auf der Erde empfindlich kalt. Andererseits enthält Neptun in seiner Atmosphäre 1.5% Methan, was für einen deutlichen Treibhauseffekt sorgen würde, wäre Neptun in der habitablen Zone.
    Supererden wurden ja schon sehr viele entdeckt und sie hätten wohl sogar, falls sie Gesteinsplaneten sind eine stärker ausgebildete Platttentektonik als die Erde selbst. Doch andererseits sind Supererden wegen ihrer Atmosphäre möglicherweise generell nicht lebensfreundlich, denn sie beginnen zwar mit einer ähnlichen Atmosphäre wie die Urerde – vorwiegend H, H2 und He, verlieren diesen Überschuss an leichten Elementen in der Atmosphäre aber nicht so, wie das die Erde getan hat und enden als Mini-Neptune mit dicken Atmosphären, die soviel Druck auf die Planetenoberfläche ausüben, dass dort Leben kaum möglich erscheint.

    • Ich würde die Anpassungsfähigkeit nicht unterschätzen. Selbst in der tiefsten Tiefsee gibt es auf der Erde noch Lebewesen; man fand schon Plattfische in 11.000 Metern Tiefe, bei einem Druck von > 1.000 bar. Da sollten wir die Erdatmosphäre und uns selbst nicht als alleinigen Maßstab für eine Plausibilitätsprüfung heranziehen. Die Frage ist ja nicht, ob _wir_ da in unserer aktuellen Form leben könnten, sondern überhaupt irgendetwas, das unserer Definition von Leben entspricht. (Sonst würde uns bei einigen der größeren Exoplaneten schon alleine die Schwerkraft einen Strich durch die Rechnung machen.)

      • Ich stimme zu. Diese Meinung (allzuhoher Druck sei Leben abträglich) habe ich etwas unbesehen aus dem verlinkten Artikel übernommen wo steht:

        “Our results suggest that worlds like these two super-Earths may have captured the equivalent of between 100 and 1000 times the hydrogen in the Earth’s oceans, but may only lose a few percent of it over their lifetime. With such thick atmospheres, the pressure on the surfaces will be huge, making it almost impossible for life to exist.”

        Allerdings wird eine Atmosphäre, die zu grossen Teilen aus Wasserstoff und Helium besteht nicht nur vom Druck her recht verschieden von unserer Atmosphäre sein.

    • Eisplanet (ice giant) ist mW ein Begriff, der im Englischen verwendet wird für Planeten von Neptun-/Uranus-Größe. Im Deutschen wird von Neptunklasse oder kleinen Gasplaneten gesprochen. Große Gasplaneten gehören zur Jupiter-/Saturn-Klasse. Und das Eis im Namen hat nichts mit Wassereis zu tun, sondern mit Eis im astronomischen Sinne: Ein Gemisch aus Methan und Ammoniak (auch anderer Gase) bei bestimmten Temperatur- oder Druckverhältnissen.

  2. Pingback:Trekkie

  3. Ergänzend vielleicht angemerkt, dass das Konzept der Habitibalität (naturgemäß) anthropogen ist und sich im Artikel als ‘bewohnbar’ adjektiviert wiederfindet.
    Weitergehender darf aber auch gedacht werden.
    MFG
    Dr. W

    • [….] dass das Konzept der Habitibalität (naturgemäß) anthropogen ist [….]

      Diese Behauptunbg trifft nicht zu und steht im Artikel auch nicht so, denn dort steht:

      Die bewohnbare Zone um einen Stern ist der Bereich, in dem die Temperatur theoretisch das Vorhandensein von Wasser in flüssiger Form ermöglicht.

      Die Existenz von flüssigem Wasser wird weithin als Vorbedingung für Leben, wie wir es kennen (zellbasiert, mit einem Metabolismus und um das Element Kohlenstoff herum aufgebaut) gesehen.

      Auch hier kann man die Kritik anbringen, dass die Existenz von flüssigem Wasser nicht allein eine Funktion des Abstands vom Zentralgestirn ist, auch wenn das in Publikationen aus dem Umfeld der Exoplanetenforschung eigentlich unisono so angestimmt wird. Wir wissen doch schon aus unserem Sonnensystem, dass Monde von Gasriesen deutlich außerhalb der rein per Sonnenabstand definierten habitablen Zone flüssiges Wasser beherbergen. Warum sollte das bei Exoplaneten anders sein?

      • Vielleicht kann sich darauf geeinigt werden, dass die Habitibalität das Leben meint, ‘wie wir es kennen’.

        MFG
        Dr. W (der keine besonderen Einwände hat gegen die Feststellung derartiger Lebensbedingung)

        • Vielleicht kann sich darauf geeinigt werden, dass die Habitibalität das Leben meint, ‘wie wir es kennen’.

          “Habitabilität” meint gar nichts. Dinge oder Konzepte können nichts meinen. Nur Leute können etwas meinen. Das englische “habitability means that ….” heißt auf Deutsch “Habitabilität bedeutet, dass …”.

          Aber Habitabilität bedeutet nicht Leben, wie wir es kennen, sondern allenfalls das Vorliegen von Bedingungen, die Leben, wie wir es kennen, zulassen. So habe ich es übrigens gerade einen Kommentar höher geschrieben.

          In der Öffentlichkeit kommt das meist falsch an. Da wird meist angenommen, wenn Habitabilität gegeben ist, müsste auch mit Leben zu rechnen sein. Wir wissen aber nicht, ob das Vorliegen von Bedingungen, die die Existenz von Leben, wie wir es kennen, zulassen, gleichbedeutend ist mit einer hohen Wahrscheinlichkeit der Existenz von Leben, wie wir es kennen.

          Es kann so sein. Das würde bedeuten, dass Leben ein Prozess ist, der sich einstellt, wenn die Bedingungen stimmen. Etwa so, wie ein See zufriert, wenn es kalt genug ist. Es kann aber auch ganz anders sein. Was nun zutrifft, wird man feststellen müssen.

          Sollte sich im Rahmen der weiteren Marsforschung herausstellen, dass in der Frühzeit des Mars über erhebliche Zeiträume hinweg Bedingungen herrschten, die die Existenz von Leben, wie wir es kennen, begünstigen, man aber dennoch keinerlei Spuren früheren oder gar existenten Lebens findet, dann wäre dies im Kontext der gestellten Frage durchaus wesentlich. Gleiches gilt für die Jupitermonde, insbesondere Europa.

          • Mir scheint Dr.Webbaer dachte an Nicht-Kohlenstoffbasiertes Leben als er anzweifelte Habitabilität mit dem Vorhandensein von flüssigem Wasser zu verbinden. Er dachte an Leben, das eventuell auch ohne Wasser auskommt, als er den Einwand machte.
            Vor ein paar Jahrzehnten war das eine weitverbreitete Meinung: Leben könne auch auf anderen Basiselementen als OCHN (Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff) beruhen. Doch heute ist man sich ziemlich sicher, dass interessante Dinge ohne Kohlenstoff wohl nicht möglich sind und dass es Wasser als Lösungsmittel braucht.

          • Das wird hier ganz ähnlich gesehen, auch Ihre Beispiele mit den Monden von Gasriesen betreffend und Exo-Planeten, die ähnliche Bedingungen vorhalten könnten.
            Beim ‘Meinen’ dürfen Sie sich immer ein ‘für einige’ hinzudenken, Entitäten meinen nicht aus sich selbst heraus, selbst wenn sie benamt sind (und dadurch erst zu Entitäten werden).
            Auch heißt ‘habitabel’ nicht ‘bewohnt’ (vs. ‘bewohnbar’), korrekt.
            MFG + weiterhin viel Erfolg mit Ihrem WebLog!
            Dr. W

  4. Erdgrosse Planeten gibt’s wohl allein in unserer Milchstrasse Milliarden. Das kann man aus den bisherigen Exoplaneten- Entdeckungen mit en paaar moderaten Annahmen hochrechnen. Dies zu:

    Dennoch ist die Entdeckung grossartig, da sie zeigt, dass Exoplaneten von der Grösse der Erde in der bewohnbaren Zone bei anderen Sternen in unserer Milchstrasse vorkommen. Was man schon seit langem vermutet hat, ist nun empirisch unterlegt.

    Es würde mich aber nicht überraschen, wenn keine der erdgrossen Planeten, die man bald finden wird, Leben beherbergen würde, man also nirgends die spektroskopische Signatur einer Atmosphäre findet , die auf Lebensaktivität hindeutet.
    Denn bis jetzt können wir nur spekulieren, wie Leben entsteht. Es könnte sein, dass das immer wieder vorkommt, es könnte aber ebenso gut sein, dass es nur unter Bedinungen geschieht, die extrem selten vorkommen.
    Im Extremfall ist das Universum unendlich gross und die Entstehenswahrscheinlichkeit von Leben fast unendlich klein. Weil aber das Universum unendlich gross ist, passiert es doch irgendwo. Dann wären wir unendlich einsam. Was aber vielleicht auch sein Gutes hätte, wenn man das Verhalten von Menschen gegenüber andern Geschöpfen und Menschen als Masstab für das Verhalten von Exoplanetariern macht.

  5. Der Stern selber hat ungefähr nur die halbe Masse unserer Sonne, was dazu führt, dass er wesentlich leuchtschwächer als diese ist, und somit liegt die bewohnbare Zone (in grün dargestellt) wesentlich näher am Zentralstern.

    Muss man bei Kepler 186-f von einer gebundenen Rotation ausgehen?

  6. Ich vermute, dass Kepler 186-f eine gebundene Rotation hat.
    Die gebundene Rotation hat den Vorteil, dass der Planet einen breiten Temperaturbereich von ganz heiss bis ganz kalt anbieten kann.
    Irgendwo gibt es dann einen Gürtel um den Planeten herum, der lebensfreundliche Temperaturen hat, die halbwegs konstant sind.

    Was Kepler alles nicht sehen kann:

    https://scilogs.spektrum.de/go-for-launch/kepler-715-neue-exoolaneten-entdeckt/#comment-7917

    Was das irdische Leben alles aushält:

    http://www.e-stories.de/view-kurzgeschichten.phtml?30976

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