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Die chemische Zusammensetzung der Erde ist ungewöhnlich für einen bewohnbaren Planeten

27. September 2015


Ist die Erde als Planet ein Außenseiter? In manchen Punkten gewiss. So wird unser Planet von einem außergewöhnlich großen Mond begleitet, der für die Stabilisierung der Erdachse unverzichtbar ist. Auf der Erde gibt es Ozeane - groß genug, um das Leben zu erhalten aber nicht zu viel Wasser, um die Kontinente kilometerhoch zu überfluten. Auch das Magnetfeld der Erde ist deutlich stärker als bei den anderen drei terrestrischen Planeten. Nun deuten die Ergebnisse einer neuen Studie darauf hin, dass die Erde auch unter den anderen bewohnbaren Planeten der Galaxie ungewöhnlich ist.

Vardan Adibekyan vom Institut für Astrophysik und Weltraumwissenschaften in Portugal und Kollegen betrachteten Sterne, die in Masse und Radius unserer Sonne ähnlich sind und Planeten innerhalb der bewohnbaren Zone aufweisen. Dabei fanden sie heraus, dass diese Sterne deutlich weniger Eisen und andere Metalle enthalten als solche, von denen nur unbewohnbare Welten bekannt sind.

Die Planeten eines Sterns bilden sich aus demselben Material wie der Stern. Änderungen im
Metallgehalt des Sterns werden sich auf die Zusammensetzung seiner Planeten auswirken. Sterne mit einem der Sonne vergleichbaren Metallgehalt weisen typischerweise schwere Supererden mit dichten Gashüllen auf, auf deren Oberfläche vermutlich kein Leben möglich ist. Auch befinden sich diese Planeten näher an ihrem Stern und sind somit deutlich heißer als die Erde. Für einen bewohnbaren Planeten enthält die Erde ungewöhnlich viel Eisen und andere Metalle.

Sterne mit einem Planeten innerhalb der bewohnbaren Zone sind ärmer an Metallen und enthalten - verglichen mit der Zusammensetzung der Erde - mehr Magnesium als Silizium und mehr Silizium als Eisen. Adibekyan und Kollegen vermuten, dass sich diese Sterne in einer früheren Epoche gebildet haben als unser Sonnensystem, als das Gas in der Galaxie noch nicht so stark mit Metallen
angereichert war.

Die Autoren untersuchten insgesamt 45 Planeten in 20 Sternensystemen. Davon befinden sich 15
Planeten innerhalb der bewohnbaren Zone. Nur bei 3 Planeten sind die Metallgehalte ihrer Sterne
höher als bei unserer Sonne, die anderen Zentralsterne zeigten niedrigere Werte. Der einzige
Planet, der einen sonnenähnlichen Stern mit vergleichbarem Metallgehalt umkreist, ist Kepler-452b.

Auch wenn die Ergebnisse wegen der kleinen Stichprobengröße noch als vorläufig anzusehen sind, so zeigen sie doch möglicherweise einen interessanten Trend. Die meisten bewohnbaren Planeten sollten demnach älter sein als die Erde, weil sie sich in früheren Epochen bildeten. Mit fortschreitender Zeit sollte die Häufigkeit bewohnbarer Planeten abnehmen, weil die metallhaltigeren Sterne anscheinend überwiegend Supererden auf engeren Umlaufbahnen hervorbringen. Unter den bewohnbaren Planeten scheint die Erde mit ihrem hohen Metallanteil tatsächlich herauszustehen.


Andere bewohnbare Planeten könnten fremdartiger sein, als wir bisher dachten. Möglicherweise enthalten sie weniger Metalle als die Erde.


Quelle:
V. Adibekyan, P. Figueira, N. C. Santos (2015): Which type of planets do we expect to observe in
the Habitable Zone? Eingereicht bei Origins of Life and Evolution of Biospheres.
 



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