Die Jagd nach Exoplaneten hat einige sehr interessante Dinge über unser Universum enthüllt. Zusätzlich zu den vielen Gasriesen und „Super-Jupitern“, die von Missionen wie Kepler entdeckt wurden, gab es auch viele Exoplaneten-Kandidaten, die in Größe und Struktur mit der Erde vergleichbar sind. Obwohl diese Körper terrestrisch sein können (d. H. Aus Mineralien und felsigem Material bestehen), bedeutet dies nicht, dass sie „erdähnlich“ sind.
Welche Mineralien gelangen beispielsweise in einen felsigen Planeten? Und was könnten diese besonderen Zusammensetzungen für die geologische Aktivität des Planeten bedeuten, die der planetaren Evolution innewohnt? Laut einer neuen Studie eines Teams von Astronomen und Geophysikern hängt die Zusammensetzung eines Exoplaneten von der chemischen Zusammensetzung seines Sterns ab - was schwerwiegende Auswirkungen auf seine Bewohnbarkeit haben kann.
Die Ergebnisse dieser Studie wurden auf dem 229. Treffen der American Astronomical Society (AAS) vorgestellt, das vom 3. bis 7. Januar stattfinden wird. Während einer Nachmittagspräsentation mit dem Titel „Zwischen einem Felsen und einem harten Ort: Können Granatplaneten bewohnbar sein?“ - Johanna Teske (eine Astronomin vom Carnegie Institute of Science) zeigte, wie verschiedene Arten von Sternen sehr unterschiedliche Arten von Planeten hervorbringen können.
Mit dem Galactic Evolution Experiment (APOGEE) des Apache Point Observatory, das Teil des SDSS-Teleskops (Sloan Digital Sky Survey) am Apache Point Observatory ist, untersuchten sie spektrographische Informationen aus 90 Sternensystemen, die auch von der Kepler Mission beobachtet wurden. Diese Systeme sind für Exoplanetenjäger von besonderem Interesse, da gezeigt wurde, dass sie felsige Planeten enthalten.
Wie Teske im Verlauf der Präsentation erklärte, könnten diese Informationen Wissenschaftlern helfen, weitere Einschränkungen für die Bewohnbarkeit eines Planeten aufzuerlegen. "Unsere Studie kombiniert neue Beobachtungen von Sternen mit neuen Modellen planetarischer Innenräume", sagte sie. "Wir wollen die Vielfalt der Zusammensetzung und Struktur kleiner, felsiger Exoplaneten besser verstehen - wie wahrscheinlich ist es, dass sie Plattentektonik oder Magnetfelder aufweisen?"
Teske konzentrierte sich insbesondere auf zwei Sternensysteme - Kepler 102 und Kepler 407 - und zeigte, wie die Zusammensetzung eines Planeten viel mit der Zusammensetzung seines Sterns zu tun hat. Während Kepler 102 fünf bekannte Planeten hat, hat Kepler 407 zwei verschiedene Planeten - einen gasförmigen und einen terrestrischen. Und während Kepler 102 unserer Sonne ziemlich ähnlich ist (etwas weniger leuchtend), hat Kepler 407 nahezu die gleiche Masse (aber viel mehr Silizium).
Um zu verstehen, welche Konsequenzen diese Unterschiede für die Planetenbildung haben könnten, wandte sich das SDSS-Team an ein Team von Geophysikern. Unter der Leitung von Cayman Unterborn von der Arizona State University ließ dieses Team Computermodelle laufen, um zu sehen, welche Arten von Planeten jedes System haben würde. Wie Unterborn erklärte:
„Wir haben die von APOGEE gefundenen Sternkompositionen verwendet und modelliert, wie sich die Elemente in unseren Modellen zu Planeten verdichteten. Wir fanden heraus, dass der Planet um Kepler 407, den wir "Janet" nannten, wahrscheinlich reich an mineralischem Granat sein würde. Der Planet um Kepler 102, den wir "Olive" nannten, ist wahrscheinlich wie die Erde reich an Olivin. "
Dieser Unterschied hätte erhebliche Auswirkungen auf die Planetentektonik. Zum einen ist Granat viel steifer als Olivin, was bedeuten würde, dass „Janet“ weniger Erfahrung mit der langfristigen Plattentektonik hat. Dies würde wiederum bedeuten, dass Prozesse, von denen angenommen wird, dass sie für das Leben auf der Erde wesentlich sind - wie vulkanische Aktivität, atmosphärisches Recycling und Mineralaustausch zwischen Kruste und Mantel - weniger häufig sind.
Dies wirft zusätzliche Fragen zur Bewohnbarkeit „erdähnlicher“ Planeten in anderen Sternensystemen auf. Exoplaneten sind nicht nur felsig und haben starke Magnetfelder und lebensfähige Atmosphären, sondern scheinen auch die richtige Mischung von Mineralien zu haben, um das Leben zu unterstützen - das Leben, wie wir es kennen, jedenfalls. Darüber hinaus hilft uns diese Art der Forschung zu verstehen, wie das Leben auf der Erde überhaupt entstanden ist.
Mit Blick auf die Zukunft hofft das Forscherteam, seine Studie auf alle 200.000 von APOGEE untersuchten Sterne ausweiten zu können, um herauszufinden, welche Planeten terrestrische Planeten beherbergen könnten. Auf diese Weise können Astronomen die Mineralzusammensetzung felsigerer Welten bestimmen und so feststellen, welche felsigen Exoplaneten „erdähnlich“ und welche nur „erdgroß“ sind.
