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Ohne Magnetfeld kein Leben auf der jungen Erde
von Stefan Deiters
astronews.com
16. März 2016
Das Magnetfeld unserer Erde dürfte ein entscheidender Faktor
dafür gewesen sein, dass sich auf unserem Planeten vor rund vier Milliarden
Jahren Leben entwickeln konnte. Wie Beobachtungen des jungen sonnenähnlichen
Sterns Kappa Ceti jetzt zeigten, sollte nämlich auch die Erde einst heftigen
Sonnenstürmen ausgesetzt gewesen sein, vor denen sie nur ein Magnetfeld
ausreichend schützen konnte.
Ein erdähnlicher Planet muss über ein
ausreichend starkes Magnetfeld verfügen, um trotz
der Aktivität einer jungen Sonne wie Kappa Ceti
seine Atmosphäre halten zu können. Diese
künstlerische Darstellung ist nicht
maßstabsgerecht.
Bild: M. Weiss / CfA [Großansicht] |
Was benötigt ein junger Planet, damit sich auf seiner Oberfläche Lebensformen
entwickeln können: Nach allem, was man bislang über die Entstehung von Leben
weiß, braucht man mindestens einen Gesteinsplaneten, der über flüssiges Wasser
und eine Atmosphäre verfügt. Eine neue Studie liefert nun weitere Hinweise
darauf, dass auch das Magnetfeld der jungen Erde für die Entwicklung des Lebens von
großer Bedeutung war.
"Um bewohnbar zu sein, benötigt ein Planet Wärme, Wasser und er muss
sich vor
seiner jungen, noch turbulenten Sonne schützen", erklärt Jose-Dias Do Nascimento vom
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) und der
brasilianischen Universidade Federal do Rio Grande do Norte.
Der von den Astronomen beobachtete Stern Kappa Ceti liegt etwa 30 Lichtjahre
von der Erde entfernt im Sternbild Walfisch. Er gleicht unserer Sonne, ist
allerdings deutlich jünger als unser Zentralstern. Das Team schätzt Kappa Ceti
auf etwa 400 bis 600 Millionen Jahre. Der Stern hat damit in etwa das Alter, das auch
die Sonne hatte, als auf der Erde vermutlich erste Formen von Leben entstanden.
Die Untersuchung von Kappa Ceti verrät den Astronomen damit auch etwas über
die Bedingungen in unserem Sonnensystem in dieser Zeit.
Wie viele andere Sterne seines Alters ist Kappa Ceti noch sehr aktiv: Auf
seiner Oberfläche befinden sich zahlreiche dunkle Sternflecken, die den Sonnenflecken
gleichen, nur größer und viel zahlreicher sind. Außerdem bläst der Stern ständig
große Mengen an Plasma, also ionisiertes Gas, ins All. Dieser "Sternenwind"
dürfte, so die Astronomen, rund 50 Mal stärker als der Sonnenwind
sein, der von unserer Sonne ausgeht.
Für Planeten, die sich in der habitablen Zone rund um Kappa Ceti befinden,
sollten so heftige Winde dramatische Auswirkungen haben: Besitzen sie kein
schützendes Magnetfeld, dürfte ein großer Teil ihrer Atmosphäre durch den
Plasmastrom erodiert werden. Ein solches Schicksal ereilte vermutlich auch den
Mars in unserem Sonnensystem.
Das Team berechnete, was mit der Erde passiert wäre, wenn sie ähnlichen
Winden, wie denen von Kappa Ceti ausgesetzt gewesen wäre. Dabei nahmen sie an,
dass das Magnetfeld der jungen Erde in etwa ähnlich stark war wie heute,
vielleicht auch ein wenig schwächer. Sie ermittelten so, dass die Magnetosphäre,
also die schützende
Hülle, in der man vor dem Bombardement vom Zentralstern geschützt ist, nur noch
ein Drittel bis etwa halb so groß wäre, wie heute. "Die junge Erde hatte nicht
so viel Schutz, wie sie heute hat, aber es hat noch gereicht", so Do Nascimento.
Die Astronomen fanden auch Hinweise darauf, dass es auf Kappa Ceti sogenannte "Superflares"
gibt, also gewaltige Eruptionen, die bis zu 100 Millionen Mal energiereicher
sein können, als Ausbrüche, die man bei unserer Sonne beobachtet. Diese Superflares können so gewaltig
sein, dass sie die Atmosphäre eines Planeten komplett
zerstören. Durch die Beobachtung von Kappa Ceti hofft das Team mehr über
die Häufigkeit solcher Ausbrüche herauszufinden. Dies könnte auch Hinweise darauf
liefern, wie turbulent die Jugend unserer Sonne war.
Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen jetzt in einem Fachartikel
in den Astrophysical Journal Letters.
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