Eine künstlerische Darstellung der Ansicht von einem der sieben Planeten, die den roten Zwerg TRAPPIST-1 umkreisen, wobei mehrere andere Welten näher am kleinen, dunklen Stern sichtbar sind.
(Bild: © N. Bartmann / spaceengine.org / ESO)
Die sieben felsigen Planeten, die den nahe gelegenen Stern TRAPPIST-1 umkreisen, haben laut einer neuen Studie viel Wasser - vielleicht zu viel, um gute Wetten fürs Leben abzuschließen.
Alle TRAPPIST-1-Welten beherbergen wahrscheinlich Wasser im Wert von Hunderten von Erdmeeren auf ihren Oberflächen, und die feuchtesten haben laut der Studie möglicherweise mehr als 1.000 Mal mehr davon als unser Planet.
Überraschenderweise ist dies wahrscheinlich keine gute Nachricht für das Life-Hosting-Potenzial des TRAPPIST-1-Systems, so die Mitglieder des Studienteams. [Treffen Sie die 7 erdgroßen Exoplaneten von TRAPPIST-1]
"Zu viel Wasser kann eine schlechte Sache sein", sagte der Hauptautor Cayman Unterborn, Postdoktorand an der School of Earth and Space Exploration der Arizona State University, gegenüber Space.com. "Die TRAPPIST-1 sind interessant, aber vielleicht nicht fürs Leben."
TRAPPIST-1 ist ein dunkler roter Zwergstern, der etwa 39 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt. Astronomen entdeckten 2016 drei Planeten, die den Stern umkreisen, und ein Jahr später wurden vier weitere angekündigt. Jede der sieben Welten - bekannt als TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g und h - ist ungefähr so groß wie die Erde. Und drei der außerirdischen Welten (e, f und g) sollen in der "bewohnbaren Zone" von TRAPPIST-1 liegen - genau im richtigen Entfernungsbereich, in dem wahrscheinlich flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten vorhanden sein könnte.
TRAPPIST-1 ist etwa 2.000 Mal dunkler als die Sonne, daher ist die bewohnbare Zone des Roten Zwergs sehr nahe. In der Tat liegen alle sieben TRAPPIST-1-Planeten näher an ihrem Stern als Merkur an der Sonne.
Alle TRAPPIST-1-Planeten wurden über die "Transitmethode" entdeckt; Mehrere verschiedene Instrumente bemerkten die winzigen Helligkeitseinbrüche, die auftraten, als die Welten das Gesicht ihres Wirtssterns kreuzten. Die Größe dieser Einbrüche zeigte die Größe der Welten. Und Astronomen konnten die Massen der Planeten, wenn auch nicht annähernd so genau, abschätzen, indem sie untersuchten, wie sich ihre Transite im Laufe der Zeit verändert haben. (Diese Variationen treten auf, wenn benachbarte Planeten gravitativ aneinander ziehen.)
Mit diesen Informationen zu Masse und Volumen verwendeten Unterborn und sein Team Computermodelle, um eine bessere Vorstellung von der Zusammensetzung von sechs der TRAPPIST-1-Welten zu erhalten. (Sie haben sich nicht mit TRAPPIST-1h, dem äußersten Planeten, befasst, weil nicht genug darüber bekannt ist.)
Diese Modellierungsarbeit deutete darauf hin, dass das TRAPPIST-1-System einen Feuchtigkeitsgradienten aufweist. Die innersten Planeten b und c bestehen wahrscheinlich aus etwa 10 Massenprozent Wasser, während das feuchte Material mindestens 50 Prozent des weiter entfernten f und g ausmacht. Die mittleren Planeten d und e liegen irgendwo dazwischen.
Alle diese Welten sind selbst am unteren Ende des Gefälles klatschnass. Zum Vergleich: Die Erde besteht nur aus 0,2 Massenprozent Wasser. In der Tat sind die TRAPPIST-1-Planeten wahrscheinlich "Wasserwelten", ohne Land, um die Monotonie von Wind und Welle zu brechen, sagte Unterborn.
Wenn dies tatsächlich der Fall ist, sind die Chancen, Leben im System zu finden, möglicherweise nicht groß.
"Ohne exponiertes Land werden wichtige geochemische Kreisläufe, einschließlich der Absenkung von Kohlenstoff und Phosphor in ozeanische Reservoire aufgrund kontinentaler Verwitterung, gedämpft, wodurch die Größe der Biosphäre begrenzt wird", schrieben die Forscher in der neuen Studie, die heute (März) online veröffentlicht wurde 19) in der Zeitschrift Nature Astronomy. "Obwohl diese Planeten in der klassischen Definition des Vorhandenseins von Oberflächenwasser bewohnbar sind, ist eine von diesem System beobachtete Biosignatur möglicherweise nicht vollständig von abiotischen, rein geochemischen Quellen unterscheidbar."
Und all das Wasser könnte einige wichtige geologische Prozesse zum Erliegen bringen, die dazu beitragen könnten, dass das Leben Fuß fasst, sagte Unterborn. Beispielsweise werden Gesteine im Erdmantel häufig flüssig, nachdem sie sich in eine Zone mit niedrigerem Druck nach oben bewegt haben, in der ihr Schmelzpunkt niedriger ist. Aber ein solches "Dekompressionsschmelzen" kann auf den TRAPPIST-1-Welten selten oder gar nicht auftreten, weil das enorme Gewicht der darüber liegenden globalen Ozeane den Manteldruck so stark erhöht.
Ohne geschmolzenes Gestein in der Nähe der Oberfläche kann es keine Vulkane geben (zumindest nicht die Art, die wir hier auf der Erde gewohnt sind). Und ohne Vulkane könnten Wärmefängergase wie Kohlendioxid Schwierigkeiten haben, die Atmosphäre zu erreichen - was bedeutet, dass die TRAPPIST-1-Planeten möglicherweise einem "außer Kontrolle geratenen Schneeball" -Effekt ausgesetzt waren, sagte Unterborn. [Galerie: Die seltsamsten außerirdischen Planeten]
Planeten, die rote Zwerge umkreisen, stehen vor anderen Herausforderungen der Bewohnbarkeit, haben viele Forscher betont. Wenn diese Welten beispielsweise eng genug umkreisen, um sich in der bewohnbaren Zone zu befinden, sind sie mit ziemlicher Sicherheit "gezeitengesperrt", was bedeutet, dass sie ihrem Elternstern immer das gleiche Gesicht zeigen. So kann eine Seite solcher Planeten kochend heiß sein, während die andere kalt ist. Dieses Problem könnte durch das Vorhandensein einer dicken Atmosphäre gemildert werden, die Wärme zirkulieren würde. Aber rote Zwerge feuern viele mächtige Fackeln ab, die die Atmosphäre von Welten in bewohnbaren Zonen schnell zerstören können.
Solche Themen werden heftig diskutiert und untersucht, was angesichts der Verbreitung von Roten Zwergen nicht überraschend ist: Ungefähr 75 Prozent der Sterne der Milchstraße sind Rote Zwerge, daher beherbergen sie wahrscheinlich den größten Teil der bewohnbaren oder sonstigen Immobilien der Galaxie.
Die neue Studie beleuchtet auch die Entstehung und Entwicklung des TRAPPIST-1-Systems. Zum Beispiel liegen derzeit alle sieben Planeten innerhalb der ursprünglichen "Schneegrenze" - dem Punkt, ab dem es kalt genug war, damit das Wasser gefroren blieb, als die Welten Gestalt annahmen. Die Ergebnisse des Teams legen jedoch nahe, dass sich die Planeten f, g und h tatsächlich über diese Grenze hinaus gebildet haben und im Laufe der Zeit nach innen gewandert sind. Die Planeten b und c hingegen verschmolzen innerhalb der ursprünglichen Schneegrenze. (Es ist nicht klar, wo TRAPPIST-1d und e in Bezug auf diese Linie geboren wurden, von der die Forscher sagten, dass sie sich wahrscheinlich irgendwo zwischen den neugeborenen Welten c und f befindet.)
Insgesamt zeigt die Studie, dass Rotzwergsysteme wie TRAPPIST-1 nicht nur als Miniaturversionen unseres eigenen Sonnensystems betrachtet werden sollten, sagte Unterborn. Ihre Planeten können sich auf leicht unterschiedliche Weise und / oder auf leicht unterschiedlichen Zeitskalen bilden.
"Ich denke, es ist - für die Öffentlichkeit - eine viel mächtigere Art, TRAPPIST-1 zu verkaufen als das Leben", sagte er. "Niemand mag es, die nasse Decke zu sein, die sagt: 'Nun, eigentlich sind sie nicht so toll fürs Leben.' Aber sie sind wirklich interessant, und wir müssen diese Dinge wissen, um die Planeten zu verstehen, die wahrscheinlich Leben haben werden. "
