Eine Darstellung einer fremden Welt. Дмитрий Ларичев / iStock
Einige Dinge, die für Menschen tödlich sind, können auch als Grundlage für bewohnbare Bedingungen dienen.
Die Suche nach außerirdischen Welten, die nahe Sterne umkreisen und in der Lage sind, das Leben, wie wir es kennen, zu unterstützen, geht weiter, aber Wissenschaftler des Southwest Research Institute und anderer haben herausgefunden, dass jüngere felsige Exoplaneten die wahrscheinlichsten Kandidaten für bewohnbare Welten außerhalb unseres Sonnensystems sind, entsprechend eine Studie veröffentlicht in Astrophysikalische Zeitschriftenbriefe.
Und der Grund, vielleicht ironischerweise, hat mit dem Vorhandensein gefährlicher Materialien zu tun. Materialien, die auf jungen felsigen Welten häufiger vorkommen als auf alten.
Außerirdische Welten werden durch CO2 erwärmt, das über radioaktive Elemente freigesetzt wird
In der Vergangenheit haben Wissenschaftler bei ihrer Suche nach erdähnlichen Planeten Planeten betont, die sich innerhalb der bewohnbaren Zone ihres Sterns befinden. Dies ist auf den ersten Blick klug, da zu weit entfernt zu kalt und zu nahe zu heiß ist, als dass flüssiges Wasser bestehen bleiben könnte.Aber selbst innerhalb der begehrten „Goldlöckchen-Zone“ können fremde Welten immer noch mit Atmosphären enden, die nicht sehr lebensfreundlich sind.
Um lebensfähige Temperaturen zu halten, muss das planetare Klima genügend Wärme für einen globalen Kohlenstoffkreislauf besitzen. Eine entscheidende Ressource für einen aktiven Kohlenstoffkreislauf ist der Zerfall radioaktiver Isotope von Thorium, Kalium und Uran.
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Diese dienen als entscheidendes Mittel zum Erhitzen – und damit zum Antreiben – der Bewegungsmantelkonvektion von Gesteinsplaneten, was der langsame, äonenumspannende Prozess ist, durch den der Kern und die Kruste eines Planeten interagieren. Vulkanisches „Entgasen“ oder Entfesseln von innerenGas ist das wichtigste Mittel für Kohlendioxid CO2, um in die Atmosphäre zu gelangen, was wiederum den Planeten erwärmt.
Aber ohne Mantelentgasung wird ein Gesteinsplanet wahrscheinlich eine unbewohnbare Atmosphäre beherbergen. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass radioaktive Materialien entscheidend für die Bildung einer Atmosphäre sind, die das Leben unterstützen kann.
Beurteilung fremder Welten nach der Zusammensetzung ihrer Sternwirte
Und da radioaktives Material im Laufe der Zeit zerfällt, bedeutet dies, dass ältere Planeten es weniger wahrscheinlich haben, was bedeutet, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass es warm genug ist, um es zu unterstützen.eine bewohnbare Atmosphäre.
„Wir wissen, dass diese radioaktiven Elemente notwendig sind, um das Klima zu regulieren, aber wir wissen nicht, wie lange diese Elemente dies tun können, weil sie mit der Zeit zerfallen“, sagte Cayman Unterborn, der Hauptautor der Studie, in eine Pressemitteilung.
„Außerdem sind radioaktive Elemente nicht gleichmäßig in der Galaxie verteilt, und wenn Planeten altern, kann ihnen die Wärme ausgehen und die Entgasung wird aufhören“, fügte Unterborn hinzu. „Weil Planeten mehr oder weniger dieser Elemente haben können als die Erde, wollten wir verstehen, wie sich diese Variation darauf auswirken könnte, wie lange felsige Exoplaneten gemäßigtes, erdähnliches Klima unterstützen können."
Und es ist nicht einfach, dies im physikalischen Universum zu bestätigen. Moderne Technologie kann die Zusammensetzung von Exoplanetenoberflächen nicht messen – geschweige denn, was unter der Kruste vor sich geht. Aber wir können es überprüfen die Fülle der Elemente in einem Stern auf spektroskopischer Basis, indem beobachtet wird, wie Licht mit Elementen in den oberen Schichten des Sterns interagiert.
Das James-Webb-Weltraumteleskop könnte Anzeichen für bewohnbare Bedingungen auf fremden Welten zeigen
Mit diesen Daten können Wissenschaftler auf die Zusammensetzung der Planeten in der Umlaufbahn des Sterns schließen. " Unter Verwendung von Wirtssternen, um die Menge dieser Elemente abzuschätzen, die im Laufe der Geschichte der Milchstraße in Planeten gelangen würden, haben wir berechnet, wie lange wir erwarten können, dass Planeten genug Vulkanismus haben, um a zu unterstützengemäßigtes Klima bevor der Strom ausgeht“, sagte Unterborn in der Pressemitteilung.
„Unter den pessimistischsten Bedingungen schätzen wir, dass dieses kritische Alter für einen Planeten mit Erdmasse nur etwa 2 Milliarden Jahre alt ist und unter optimistischeren Bedingungen 5–6 Milliarden Jahre für Planeten mit höherer Masse erreicht“, fügte Unterborn hinzu. Und,Betrachtet man die Bandbreite der Planetenalter, die wir bisher kennen, bestätigten Unterborn und seine Mitarbeiter nur eine Handvoll Systeme, deren Planeten " jung genug, um selbstbewusst sagen zu können, dass sie heute eine Oberflächenentgasung von Kohlenstoff haben können, wenn wir es beispielsweise mit dem James Webb-Weltraumteleskop beobachten würden.
Obwohl es eine natürliche Grenze für die Anzahl bewohnbarer Planeten geben könnte – vielleicht sind sie größtenteils alt – wenn das James-Webb-Weltraumteleskop beginnt seine wissenschaftlichen Missionen in diesem Sommer, es besteht eine gute Chance, dass wir ein paar felsige Planeten entdecken, die genau die richtige Temperatur haben, genau im richtigen Alter, mit Spuren von genau den richtigen Arten von Elementen, die ein hohe Wahrscheinlichkeit bewohnbarer Bedingungen auf einer fremden Welt.