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Wenn nahe Sterne einen Exoplaneten beherbergen würden, wie würde er aussehen?

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Astronomen der ETH Zürich haben vorhergesagt, dass es einen erdähnlichen Planeten geben könnte, der die erdnächsten sonnenähnlichen Sterne umkreist, die so genannte α Centauri A/B-Binärdatei. Obwohl sie nicht nach direkten Beweisen für die Existenz eines solchen Planeten suchten, konnten sie vorhersagen, wie er aussehen würde, wenn er existierte.

Bis heute konzentriert sich die meiste Exoplanetenforschung auf das Auffinden von Exoplaneten, die ferne Sterne umkreisen, wobei Techniken wie die Transitmethode verwendet werden, die Einbrüche in der Helligkeit eines Sterns untersucht, wenn ein Planet zwischen ihr und uns vorbeizieht. Aus diesen kleinen Helligkeitseinbrüchen können Forscher Eigenschaften wie die Größe eines Planeten und die Entfernung, die er um seinen Stern umkreist, berechnen und daraus Dinge wie die Temperatur und die Oberfläche des Planeten ableiten. Die Transitmethode ist in der Regel gut geeignet, um große Exoplaneten zu entdecken, die nahe um ihre Sterne kreisen, aber weniger gut, um kleinere, erdgroße Planeten zu entdecken.

Diese künstlerische Darstellung zeigt eine Nahaufnahme von Proxima d.
Diese künstlerische Darstellung zeigt eine Nahaufnahme von Proxima d, einem kürzlich gefundenen Kandidatenplaneten, der den roten Zwergstern Proxima Centauri umkreist, den dem Sonnensystem am nächsten gelegenen Stern. ESO/L. Kalkada

Aber diese neue Forschung verfolgt einen anderen Ansatz. Anstatt nach Beweisen dafür zu suchen, dass ein Planet einen Stern umkreist, nimmt es das, was wir über ein Sternensystem wissen, und fragt: Wenn es hier einen Planeten gäbe, wie würde er aussehen? Die Forscher untersuchten das benachbarte System Alpha Centauri, das aus drei Sternen besteht: α Centauri A, α Centauri b und α Centauri C (auch bekannt als Proxima Centauri). Proxima Centauri ist dafür bekannt, Exoplaneten zu beherbergen, die anderen beiden Sterne jedoch nicht. Mithilfe von Computermodellen beschlossen die Forscher, die Zusammensetzung eines hypothetischen Gesteinsplaneten im System α Centauri A/B zu untersuchen, den sie α-Cen-Erde nannten.

“Wenn es existiert, ist α-Cen-Erde unserer Erde wahrscheinlich geochemisch ähnlich, sagen sie voraus, mit einem Mantel, der von Silikaten dominiert wird, aber angereichert ist mit kohlenstoffhaltigen Spezies wie Graphit und Diamant”, ETH Zürich Schreiben. „Die Wasserspeicherkapazität in seinem felsigen Inneren sollte der unseres Heimatplaneten entsprechen. Laut der Studie würde sich α-​Cen-Erde auch auf interessante Weise von der Erde unterscheiden, mit einem etwas größeren Eisenkern, geringerer geologischer Aktivität und einem möglichen Fehlen von Plattentektonik. Die größte Überraschung war jedoch, dass die frühe Atmosphäre des hypothetischen Planeten von Kohlendioxid, Methan und Wasser dominiert worden sein könnte – ähnlich wie auf der Erde in der Archaischen Ära vor 4 Jahren vor 2,5 Milliarden Jahren, als das erste Leben auftauchte auf unserem Planeten. Planet.”

Diese Ergebnisse legen nahe, dass ein erdähnlicher Planet, der diese nahen Sterne umkreist, durchaus möglich ist und dass ein solcher Planet bewohnbar sein könnte. In der zukünftigen Forschung haben Astronomen nun eine Vorstellung davon, worauf sie bei der Suche nach potenziell bewohnbaren Exoplaneten achten müssen. „Mit der in den kommenden Jahren zu erwartenden neuen Beobachtungsleistung besteht berechtigte Hoffnung, dass sich zu den fast 5000 Exoplaneten, die seit 1995 entdeckt wurden, ein oder mehrere Exoplaneten um α Centauri A/B gesellen werden“, schreibt die ETH Zürich.

Die Forschung ist veröffentlicht in Das Astrophysikalische Journal.

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