Der Mond ist für immer gezeitengebunden an die Erde NASA Goddard Space Flight Center
Das Universum ist voller extrasolarer Planeten. Einige davon sind alleine durch den Weltraum wandern am Rande der Galaxie, ohne eigene Sonne, die man als "Heimat" bezeichnen könnte. Andere gehören zu Planetensystemen, die sich stark von unseren unterscheiden. Einige umkreisen mehrere Sterne, andere befinden sich in binären Systemen, andere nicht.t Planeten überhaupt, aber Monde, die aus einer Reihe von Gründen bewohnbar sein können.
Ein Faktor, den Astronomen berücksichtigen müssen, bevor sie einen Planeten als potenziell "bewohnbar" oder "erdähnlich" betrachten, ist die Analyse seiner Eigenschaften, der Eigenschaften seines Sterns und aller anderen Informationen, die beim Durchgang seiner Sonne vom Planeten gewonnen werden können.Einige dieser Informationen können verwendet werden, um festzustellen, ob der Planet in einer Goldlöckchen-Zone liegt, in der theoretisch Leben möglich ist, und ob er seinen Stern aus einer so engen Entfernung umkreist, dass die beiden gezeitengesperrt sind.
Was ist Tidal Locking genau?
Haben Sie jemals bemerkt, dass Sie, egal wie lange oder zu welcher Tages- oder Nachtzeit, wenn Sie zum Mond aufblicken, immer dieselben Merkmale sehen? Sie finden dies möglicherweise seltsam, da wir wissen, dass sich die Erde um den Mond drehtSonne und Mond umkreisen wiederum die Erde, aber das ergibt kein vollständiges Bild. Ja, der Mond dreht sich um seine Achse um die Erde, und die Erde dreht sich um ihre Achse. Allerdings, weil Mond und Erdesind nur durch getrennt 384.472 km 238.900 Meilen, die Anziehungskraft der Schwerkraft im Laufe der Zeit hat die Rotation des Mondes verlangsamt - ein Phänomen, das auftreten kann, wenn sich zwei Himmelsobjekte in unmittelbarer Nähe zueinander befinden.
Die Drehung des kleineren Objekts verlangsamt sich, bis die beiden Objekte synchron sind, und aufgrund der Gravitationswechselwirkungen beider Himmelskörper dreht sich der kleinere Körper um seine Achse mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der er sich um das andere Objekt dreht - in anderenWörter, die Länge eines Tages wenn ein Planet eine volle Rotation um seine Achse macht und eines Jahres wenn ein Planet oder Mond eine volle Rotation um seine Sonne macht sind gleich . Ein anderes Wort dafür ist synchrone Rotation.
Über einen ausreichend langen Zeitraum kann der Prozess fortgesetzt werden, bis ein Planet und sein Mond oder ein Planet und seine Sonne dauerhaft miteinander verbunden sind und jeweils nur ein Gesicht zum anderen zeigen. In unserem Sonnensystem Plutound Charon sind in dieser Position. Tatsächlich werden in etwa 50 Milliarden Jahren die Erde und der Mond auch gezeitenmäßig miteinander verbunden sein, und Der Mond hört auf, sich am Himmel zu bewegen und hängt bewegungslos, nur von der halben Erde aus sichtbar.
Jenseits unseres Sonnensystems
Das Phänomen der Gezeitenverriegelung tritt auch auf, wenn wir uns über unser Sonnensystem hinaus wagen und Exoplaneten betrachten, die normalerweise Sterne umkreisen, die kleiner und weniger massereich sind als unsere Sonne. Das Problem ist, dass Planeten oder Exomoons, die in diesem Zyklus gefangen werden, bipolar sind - einsDie Seite ist immer warm und die Sonne geht nie unter, während die andere Hemisphäre in der Nacht sehr kalt und ewig ist. Dies bedeutet, dass es bei diesen gezeitengesperrten Himmelskörpern extreme Temperaturschwankungen gibt.
Nur aufgrund der Art und Weise, wie Exoplaneten gefunden werden, können viele von denen, die wir entdeckt haben und die möglicherweise das Leben unterstützen könnten, gezeitengesperrt sein. Der Grund dafür ist, dass bis zu drei Viertel der Sonnen in unserer Galaxie rote Zwerge sind.oder „M-Zwerge“. Diese sind kleiner und kühler als unsere Sonne. Ein Planet, der einen M-Zwerg umkreist, müsste viel näher an seinem Stern sein, um das Leben zu unterstützen - so nah wie Merkur an unserer Sonne.Die Schwerkraft des Sterns würde ihn in eine gezeitengesperrte Umlaufbahn ziehen.
Dies ist ein Problem, wenn es darum geht, einen Planeten als "bewohnbar" oder "erdähnlich" zu betrachten, unabhängig davon, wie ähnlich der Exoplanet oder Exomoon der Erde in Bezug auf Entfernung von Sonne, Größe, Masse und chemische Zusammensetzung istGezeitengesperrte Planeten stellen viele Herausforderungen dar: Sie sind der Umgebung, an die wir uns gewöhnt haben, einfach nicht sehr ähnlich.
Treffen Sie die Terminator Zone
Hypothetisch gesehen gibt es in einigen gezeitengesperrten Planeten ein Stück Land, das dem Leben förderlicher sein kann: Dies wird als sogenannte "Terminatorzone 'bezeichnet. Gezeitengesperrte Exoplaneten erscheinen meist statisch, selbst wenn sie sich definitiv drehenihre Achse und um ihren Elternstern herum. Allerdings erscheinen sie Außenstehenden aufgrund ihrer gezeitengesperrten Natur nur so.
Planeten und Monde dieser Art erleben Tag und Nacht ganz anders als die Erde. Die Hälfte des Planeten ist extrem heiß und unwirtlich, während die andere Hälfte unter dem Gefrierpunkt liegt und auch für das Leben unwirtlich ist. die sonnenbeschienene Seite des Mondes ist 260 Grad Fahrenheit 127 Grad Celsius während die "dunkle Seite des Mondes" Temperaturen hat, die minus -173 Grad Celsius erreichen. Es gibt jedoch einen Teil dieser Planeten, die eine ständige Dämmerung erfahren. Dies ist die Terminatorzone, der Bereich zwischen der Tag- und der Nachtseite, der sich in einer Art ewiger Dämmerung befindet. In diesem Bereich besteht die Möglichkeit, dassdie Temperatur und Bedingungen kann dem menschlichen Leben förderlicher sein .
Weltraum-Augäpfel
Wie bereits erwähnt, ist die Gezeitenverriegelung das Ergebnis von Gravitationswechselwirkungen zwischen einem größeren und einem kleineren Körper. Der größere neigt dazu, die "nahe" Seite oder die nach Tag gerichtete Seite viel stärker als die Nachtzeit zu ziehenoder die ferne Seite. Infolgedessen neigt der kleinere gezeitengesperrte Körper dazu, leicht abgeflacht zu sein, mit einer "Gezeitenwölbung" - was bedeutet, dass die längere Achse auf den größeren Planeten zeigt. Angesichts einiger Milliarden Jahre ist der größere PlanetDurch die Schwerkraft wird die Gezeitenwölbung außermittig in Richtung der Ausrichtung des größeren Planeten gezogen. Durch das Ziehen des Planeten werden die kleineren Körper zwangsläufig langsamer, um sich an die Umlaufzeit des größeren Körpers anzupassen.
Felsige Planeten, die in gezeitengesperrten Umlaufbahnen gefangen sind, sehen ziemlich ungewöhnlich aus. Tatsächlich ähneln sie möglicherweise unheimlich einem Augapfel. Die nach Sternen gerichtete Seite wäre wahrscheinlich ziemlich unfruchtbar, da das Land mehr Licht und Strahlung erhalten würde. Die gegenüberliegende Hemisphäre könnte dies tunzwischen Tag und Nacht eingefroren sein. Zwischen der Nacht- und der Tagesseite befindet sich ein Teil des Planeten, auf dem die 'Sonne' niemals untergeht - wo es weder extrem heiß noch kalt sein kann, aber genau richtig für zugegebenermaßen, was wahrscheinlich ziemlich seltsame Lebensformen wären.
A Studium der Astrobiologie argumentiert, wenn einer dieser Planeten eine ähnliche Atmosphäre wie die Erde hätte, könnte der Planet möglicherweise Wärme von der Sternseite zur Nachtseite übertragen, was möglicherweise verhindern würde, dass Flüssigkeit oder Atmosphäre im Eis gebunden werdenauf der Nachtseite. Es könnte die Temperaturen so stabil machen, dass flüssiges Wasser und damit Leben existieren.
Menschen, die sich in der Terminatorzone auf diesen Welten niederlassen, können möglicherweise Geothermie erzeugen, indem sie kaltes Wasser von der Nachtseite und heißes Wasser von der Tagesseite in einer Art thermischer Reaktion verwenden.
Die Art des Sterns, den der gezeitengesperrte Planet umkreist, ist ebenfalls ein wichtiger Faktor. Da diese Planeten ihre Sterne ziemlich genau umkreisen müssen, bleiben der Planet und seine Atmosphäre den Sonneneruptionen ausgeliefert, die in Rot häufig vorkommenZwerge, ganz zu schweigen von viel Strahlung. Der Planet müsste genügend Atmosphäre erzeugen, um einen Schutzschild gegen die schädlichen Auswirkungen der Sonnenstrahlung zu bilden, oder menschliche Siedler hätten keine Chance. Bei ausreichender Atmosphäre jedoch Wolkendeckeund Luftströmungen könnten die Terminatorzone bewohnbar machen, und vielleicht sogar Bereiche darüber hinaus .
Natürlich wäre das Leben auf einem gezeitengesperrten Planeten eine ungewöhnliche Erfahrung. Stellen Sie sich vor, Sie schauen in den Himmel und sehen, dass sich nichts ändert. Alle intelligenten Lebensformen, die sich auf einem dieser Planeten entwickelt haben könnten, hätten ein ganz anderes Verständnis vonUniversum als wir. Sogar der Lauf der Zeit wäre anders, da ihnen möglicherweise ein Konzept von Tag und Nacht fehlt. Untersuchungen zeigen jedoch, dass wir gezeitengesperrte Planeten nicht auf Bewohnbarkeit hin zählen sollten.