Extrasolare Planeten: Gezeiten machen habitable Zonen unbewohnbar

[astronews.com Redaktion]

Bei der Suche nach einem extrasolaren Planeten auf dem erdähnliche Bedingungen herrschen, konzentriert man sich meist auf die sogenannte habitable Zone um ferne massearme Sonnen. Doch das ist vielleicht die falsche Strategie, wie eine jetzt veröffentlichte Studie nahelegt. Durch Gezeiten kann nämlich die habitable Zone um massearme Sterne unbewohnbar werden. (25. Februar 2011)

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[Bynaus]

Naja. Alles nicht so furchtbar neu...

Auf erdähnlichen Planeten in der habitablen Zone um massearme Sterne gäbe es demnach keine Jahreszeiten. Das wiederum verursacht enorme Temperaturunterschiede zwischen den Polen und dem Äquator. Sie bewirken extreme Winde und langfristig ein Ausfrieren der Atmosphäre an den Polen und eine Evaporation am Äquator.

Die Venus, die ja auch mit einer Neigung von fast -90° zur Ekliptik rotiert, hat allerdings keine solchen Probleme. Aber okay, die Venus hat auch keine lebensfreundlich-dünne Atmosphäre.

Als zweiter Effekt tritt, ähnlich wie auf dem Jupitermond Io, welcher von globalem Vulkanismus gekennzeichnet ist, zwischen massearmen Sternen und terrestrischen Planeten in der habitablen Zone eine starke Gezeitenheizung auf.

Gezeiten heizen nicht zwingend auf. Dafür muss die Bahn des Planeten leicht elliptisch sein, und damit sich dies erhält, braucht es einen weiteren Planeten, der diese Exzentrizität aufpumpt. Wenn der nicht vorhanden ist, gibt es auch keine extreme Gezeitenheizung.

Zudem sieht man ja bei Europa, dass das auch einfach eine Goldilocks-Frage ("nicht zu wenig, nicht zu viel") ist: ist der Planet (Mond) zu nahe, verdampft alles Eis, ist er zuweit weg, gefriert alles - in einer Zone dazwischen hingegen sind die Bedingungen gerade so, dass ein Ozean erhalten werden kann.

Das bedeutet, innerhalb eines Bahnumlaufs erfolgt dann nur eine Eigendrehung des Planeten. In diesem Zustand wird nur noch eine Hälfte des Planeten vom Stern bestrahlt und erhitzt, während die andere in ewiger Dunkelheit ausfriert.

Dazu gibt es eine Reihe von Arbeiten, die zeigen, dass bereits eine 1 bar Atmosphäre CO2 auf einem erdähnlichen Planeten genügend Wärme halten kann, um ein solches Ausfrieren zu verhindern. Gibt es die Gezeitenheizung aus dem oben angesprochenen Punkt, kann auch diese helfen, die Atmosphäre zu erwärmen.

Das alles sagt uns, dass ein allfällig bewohnter Planet eines Roten Zwerges wie die Erde über eine ziemlich delikate "Goldilocks"-Position verfügen muss, in dem sich die Faktoren so addieren, dass ein bewohnbares Klima erhalten bleibt. Alles in allem dürfte das nicht an allzuvielen Orten der Fall sein.

[Yadgar]

High!

Laut http://www.astronews.com/news/artike...1102-031.shtml scheint es ja in den habitablen Zonen von Hauptreihensternen der Spektralklasse M (ich gehe mal davon aus, dass M-Sterne gemeint sind) nicht wirklich gemütlich zu sein... dass die Rotationsachsen durch die Gezeitenkräfte des nahen Sterns in die Bahnsenkrechte gezwungen werden, leuchtet mir intutiv ein. Aber ich verstehe nicht, wieso Polargebiete ohne Jahreszeiten (also ewiger Dämmerung anstelle eines Wechsels zwischen ständiger Nacht und ständigem Tag) kälter sein sollen als mit Jahreszeiten...

Und abgesehen davon: hätten da nicht auch die Dichte der Atmosphäre sowie die Verteilung von Land- und Meeresflächen ein erhebliches Wort mitzusprechen? Die irdische Antarktis wäre doch sicherlich längst nicht so kalt, wenn sie ähnlich wie die Arktis hauptsächlich aus Ozean bestünde. Und je dichter die Atmosphäre, desto größer auch die Wärmetransportfähigkeit durch Winde - auf der Venus herrscht ja auch überall dieselbe Temperatur (von höhenbedingten Variationen abgesehen, die Maxwell Montes sind kühler als die Tiefebenen...), obwohl ihre Rotationsachse ebenfalls annähernd senkrecht auf der Bahnebene steht.

Hat jemand eine Idee, welche Spektralklasse bzw. Oberflächentemperatur ein Hauptreihenstern mindestens haben muss, damit ein Planet von Erdmasse in seiner habitablen Zone auch nach 4,5 Mrd. Jahren noch nicht gebunden und/oder senkrecht zur Bahnebene rotiert?

Bis bald im Khyberspace!

Yadgar

[GeorgHermann]

Dank an astronews für den lesenswerten Artikel.

Angemerkt sei jedoch:

Gezeiten sind keineswegs immer lebensfeindlich. Im Gegenteil: Auf der Erde haben sie vielleicht zur Vielfalt der Arten beigetragen.

Warum? Statt vieler eigener Wort sei zitiert, was die Astrophysikerin Evelyn Baldwin hierzu schrieb: „( … ) The regular and sizealbe fluctuations in sea level creates an environment exclusive to the Earth, where life is exposed to both immersion in water and exposure to air in the space of just a few hours. This provides an “inter-tidal habitat” that would likely have encouraged life to leave the oceans and adapt to living on land” (Evelyn Baldwin, What if the Earth didn`t have a Moon”, Astronomy Now, March 2008, page 60).

Dieses inter-tidal habitat war in der Frühzeit der Erde sogar noch grösser als heute. Damals hatte der Mond die Erde kaum abgebremst. Er war der Erde viel näher und seine Gezeitenwirkung war stärker.

[Bynaus]

Ähm... hier ist der ursprüngliche Thread dazu: http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=5025

Könnte der Webmaster diese zusammenführen?

[Webmaster]

Ähm... hier ist der ursprüngliche Thread dazu: http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=5025

Könnte der Webmaster diese zusammenführen?

Ist passiert ...

[Franz_F]

Ohne den vollständigen Artikel darüber zu disskutieren ist halt recht mühsam.
Kann irgendwer den "zugänglich" machen. (pn - email)

[Bynaus]

Er ist zugänglich, siehe Preprint-Link am Ende des astronews.com-Artikels: http://de.arxiv.org/abs/1101.2156

[Robitobi]

Ein zusammengeschusterter Artikel aus schon seit längerem Bekannten
physikalischen Gesetzmäßigkeiten- in einer Fachzeitschrift veröffentlicht -mit dem Anspruch - irgendetwas Neues entdeckt zu haben......

Was mich besonders an diesem Machwerk stört ,ist die Tatsache , das mal
wieder die Einzigartigkeit des Sonnensystems und speziell des Lebens auf der Erde ein Denkmal gesetzt werden soll.

Noch hat man kein einzigen Gesteinsplaneten um eine rote Zwergsonne in der "habitablen" Zone entdeckt - geschweige untersuchen können und schon steht bei manchen Wissenschaftlern fest- Da kann es kein Leben geben!

Selbst wenn es keine Jahreszeiten gäbe-- Noch nie was gehört von Meersströmungen, Tief- und Hochdruckgebieten, Globale atmosphärische Jetstreams, die für den notwendigen Temperaturausgleich sorgen??

Klar- wenn der Planet seiner Sonne ständig dieselbe Seite zuwendet ,ist das
nicht gerade lebensfreundlich-- aber lasst denselben Planeten als Mond um einen großen Gasplaneten in der habitablen Zone um eine Zwergsonne kreisen- schon sieht die Sache ganz anders aus - und große Gasplaneten gibt es offensichtlich buchstäblich wie Sand am Meer im Universum--

[Bynaus]

Nein, ich denke, das trifft es nicht.