Amerikanische Physiker haben herausgefunden, was mit der Erdatmosphäre passieren würde, wenn sie den Stern Proxima Centauri in ungefähr derselben Umlaufbahn wie der Exoplanet Proxima b umkreisen würde. Nach Schätzungen der Autoren wird die Rate des atmosphärischen Verlusts unter Bedingungen starker ultravioletter Strahlung und hoher Aktivität von Proxima mindestens zehntausendmal höher sein als die der realen Erde. Mit unterschiedlichen Anfangsdaten wird das vollständige Verschwinden der Atmosphäre in einem Zeitraum von 100 Millionen bis 2 Milliarden Jahren eintreten, was viel weniger als die Lebensdauer von Proxima b ist. Die Studie wurde in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht, über die in einer Pressemitteilung der NASA kurz berichtet wurde.
Die Existenz eines terrestrischen Exoplaneten in der Nähe des sonnennächsten Sterns - Proxima Centauri - wurde vor einem Jahr bekannt. Das Pale Red Dot-Projekt wies nach einer langen Reihe von Beobachtungen eindeutig auf die Schwankungen des Roten Zwergs hin, die mit der Schwerkraft des daneben befindlichen Exoplaneten verbunden sind. Darüber hinaus befindet sich Proxima b nach Angaben der Entdecker in der bewohnbaren Zone seines Sterns, was bedeutet, dass flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche vorhanden sein kann.
Einige Wissenschaftler haben jedoch die potenzielle Bewohnbarkeit von Proxima b in Frage gestellt. Proxima Centauri ist ein roter Zwerg, und seine bewohnbare Zone liegt viel näher am Stern als beispielsweise die bewohnbare Zone der Sonne. Gleichzeitig ist die Aktivität von Proxima Centauri mit häufigen Fackeln und einem hohen Anteil an ultravioletter Strahlung verbunden, was sich nachteilig auf das potenzielle Leben auf dem Exoplaneten auswirken kann. Die Oberfläche von Proxima b kann durch eine ziemlich dichte Atmosphäre, die mit der der Erde vergleichbar ist, vor diesen Faktoren geschützt werden - dies hat kürzlich der amerikanische Physiker Dimitar Atri gezeigt.
Die Autoren der neuen Arbeit versuchten zu beurteilen, ob die Existenz einer so dichten Atmosphäre in Proxima b möglich ist. In ihren Modellen haben Physiker die Erde - als gut untersuchtes Modellobjekt - in die Umlaufbahn eines Exoplaneten gebracht und die mögliche Abnahmerate seiner Atmosphäre geschätzt. Der Hauptgrund für diesen Prozess wäre die Einwirkung der harten ultravioletten Strahlung des Sterns, deren Leistung hunderte Male höher ist als die der ultravioletten Strahlung in der Nähe der realen Erde.
Das scharfe ultraviolette Licht ionisiert atmosphärische Gase, indem es Elektronen von ihnen wegreißt. Nach den negativ geladenen Elektronen verlassen positiv geladene Ionen die Atmosphäre - dies geschieht am intensivsten in der Nähe der Magnetpole. Nach Schätzungen der Autoren wird dieser Prozess für den Erdzwilling in der Nähe von Proxima Centauri zehntausendmal schneller ablaufen als für die Erde. Dies entspricht der Tatsache, dass die Gesamtmasse der Erdatmosphäre den Planeten in einer Zeit von etwa 100 Millionen Jahren oder nach optimistischsten Prognosen in etwa zwei Milliarden Jahren verlassen wird. Dies ist viel kürzer als die Lebensdauer von Proxima b.
Physiker stellen fest, dass solche Berechnungen die Eignung von Proxima b für das Leben nicht vollständig ausschließen. Um jedoch die Atmosphäre eines Exoplaneten zu erhalten, muss sich der Mechanismus seines Auftretens stark von dem der Erde unterscheiden.
Rote Zwerge sind die häufigste Klasse von Sternen. Die meisten der entdeckten Exoplaneten kreisen um solche Leuchten, was die Aufmerksamkeit von Forschern auf sich zieht, die nach potenziell bewohnbaren Welten suchen. Eines der ungewöhnlichsten dieser Systeme ist TRAPPIST-1, ein roter Zwerg mit sieben umlaufenden Exoplaneten, von denen sich vier in der bewohnbaren Zone befinden.
Vladimir Korolev
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