Einige erdähnliche außerirdische Planeten könnten als 'Mini-Neptunes' beginnen

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Die Illustration dieses Künstlers zeigt die Verwandlung eines „Mini-Neptun“-Exoplaneten, der einen Roten Zwergstern umkreist, in eine potenziell bewohnbare Felswelt. (Bildnachweis: Rodrigo Luger (adaptiert von NASA-Bildern))





Einige erdähnliche außerirdische Welten sahen bei ihrer Geburt vielleicht eher wie Miniaturversionen von Neptun aus.

Kalte „Mini-Neptun“-Exoplaneten, die relativ weit von Roten Zwergen entfernt Gestalt annehmen – Sterne, die kleiner und dunkler als die Sonne sind – könnten im Laufe der Zeit nach innen gezogen werden, schließlich den größten Teil ihrer dicken Gasatmosphäre verlieren und an Orten enden, die warm genug für das Leben sind, wie wir wissen es zu überleben, schlägt eine neue Studie vor.

Solche gestrippten, felsigen 'habitable evaporative cores' (HECs) könnten um Rote Zwerge herum vorkommen, die etwa 75 Prozent aller Sterne in der Milchstraße ausmachen, sagten Forscher. [ 10 Exoplaneten, die außerirdisches Leben beherbergen könnten ]



'Zukünftige Forschung wird sich damit befassen müssen, wie wahrscheinlich es ist, dass HECs tatsächlich bewohnbar sind', sagt der leitende Studienautor Rodrigo Luger, ein Ph.D. Student an der University of Washington in Seattle, schrieb in einem Blogbeitrag . 'So oder so, diese verdampften Kerne lauern wahrscheinlich dort draußen in den bewohnbaren Zonen dieser Sterne, und viele könnten in den kommenden Jahren entdeckt werden.'

Rote Zwerge sind kühler als die Sonne und verbrennen daher ihren Brennstoffvorrat langsamer. Tatsächlich glauben Wissenschaftler, dass diese Sterne Billionen von Jahren lang leuchten können. (Zum Vergleich: Die Lebensdauer der Sonne beträgt etwa 10 Milliarden Jahre.)

Rote Zwerge, auch M-Zwerge genannt, sind jedoch in ihrer Jugend sehr leuchtend und aktiv. Hunderte Millionen Jahre nach ihrer Entstehung strahlen diese Sterne viele hochenergetische Röntgenstrahlen und extreme ultraviolette (UV) Strahlung aus, die die Atmosphären relativ naher Planeten erodieren oder vollständig entfernen können, sagte Luger.



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Wissenschaftler haben eine große Anzahl von Mini-Neptunen entdeckt – gasförmige Welten, die massereicher als die Erde, aber kleiner sind als „Eisriesen“ wie Uranus oder Neptun – die um ferne Sterne kreisen. Mini-Neptune bestehen aus einem felsigen Kern, der von einer dicken Wasserstoff-Helium-Atmosphäre umgeben ist. Wissenschaftler glauben, dass sich diese Planeten weit entfernt von ihren Wirtssternen bilden, wo Wasser und andere flüchtige Moleküle als Eis in der planetenbildenden Scheibe existieren.

Mini-Neptune um junge Rote Zwerge würden also zunächst zu weit entfernt liegen, um von der intensiven Strahlung der Sterne umgestaltet zu werden. Die von Luger und seinem Team durchgeführten Computermodellierungsarbeiten deuten jedoch darauf hin, dass diese Planeten ihren Sternen im Laufe der Zeit näher kommen könnten.



Dies würde passieren, weil Gezeitenkräfte die Planeten nach innen ziehen. Diese Gezeiteneffekte entstehen aus der Tatsache, dass die Anziehungskraft eines Sterns auf der nahen (sternzugewandten) Seite eines umlaufenden Planeten stärker ist als der Schlepper auf der anderen Seite. Gezeitenkräfte können enorme Mengen an innerer Energie erzeugen, da das Innere eines Planeten hin und her gedehnt wird. Und solche Kräfte können sogar Planeten bewegen, sagte Luger.

„Die Energie, die durch die Gezeiten im Inneren des Planeten zerstreut wird, muss von irgendwoher kommen. Es stellt sich heraus, dass es oft von der Umlaufbahn des Planeten kommt, die schrumpft und den Planeten näher an den Stern bringt“, schrieb Luger in dem Blogbeitrag.

Einige Mini-Neptuns wandern daher möglicherweise in die „habitable Zone“ (HZ) ihrer Wirtssterne – diesen genau richtigen Entfernungsbereich, in dem flüssiges Wasser auf der Erdoberfläche existieren könnte. Dort würden die Exoplaneten eine höhere Röntgen- und UV-Strahlung erfahren, die möglicherweise ihre dicke Atmosphäre entfernen und eine felsige, erdähnliche Welt hinterlassen könnte.

'Ein solcher Planet wird wahrscheinlich reichlich Oberflächenwasser haben, da sein Kern reich an Wasser-Eis ist - einmal in der bewohnbaren Zone kann dieses Eis schmelzen und Ozeane bilden', schrieb Luger.

Diese HECs wären gut aufgestellt, um möglicherweise Leben zu unterstützen, wenn sich der Rote Zwerg nach seiner anfänglichen Hochaktivitätsphase beruhigte.

'Viele der in den kommenden Jahren in den HZs von M-Zwergen entdeckten terrestrischen Planeten mit Erdmasse könnten HECs sein', schreiben die Autoren in der Studie, die diesen Monat in der Zeitschrift Astrobiologie . 'Diese Planeten sollten über reichlich Oberflächenwasser verfügen und sind wahrscheinlich Wasserwelten, deren Bewohnbarkeitspotenzial weiter untersucht werden sollte.'

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