Letzte Woche applaudierte die Welt buchstäblich: In der Nähe des TRAPPIST-1-Sterns wurden sieben erdgroße Planeten mit einer Reihe zusätzlicher angenehmer Merkmale gefunden. Es scheint, dass es sieben feste Planeten gibt, während es kein Wort über das Leben, Außerirdische oder andere Überraschungen gibt, aber es gab Lärm auf der ganzen Welt. Was ist das Salz? So geht's: Die Entdeckung war ein "wichtiger Schritt" bei der Suche nach außerirdischem Leben im Universum, sagt Amory Triod, Astronom an der Universität von Cambridge. Und selbst wenn sich diese aufregende neue Entdeckung als eine weitere traurige Sackgasse in der Forschung herausstellt, wird sie weitreichende Auswirkungen auf die zukünftige Wissenschaft haben.
Atmosphären ohne dicke Wasserstoffschichten
Wissenschaftler haben bereits bestätigt, dass mindestens zwei Planeten im TRAPPIST-1-Sternensystem (deren Größe im Vergleich zu unserem Stern die Größe eines Golfballs hätte und die Sonne - für einen Basketball) nicht vollständig mit einer dicken Wasserstoffschicht bedeckt sind - daher müssen sie einen Feststoff haben Boden, wie die Erde.
Obwohl dies vom Gehirn möglicherweise nicht toleriert wird, hilft es, die Möglichkeit auszuschließen, dass diese Planeten nur riesige Gaskugeln sind und daher nicht in der Lage sind, das Leben zu unterstützen. Gasplaneten befinden sich häufig in den Umlaufbahnen von Sternen dieser Größe, und diese sieben Planeten sind eher die Ausnahme von der allgemeinen Regel. Und dies bedeutet, dass Wissenschaftler zugeben, dass es im Universum möglicherweise viel mehr potenziell bewohnbare Planeten gibt, als angenommen wurde.
Ozon und Methan vorhanden
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Damit ein Planet lebensfreundlich ist, benötigt er eine spezielle Mischung aus Chemikalien und Variablen. Nicht zu heiß, nicht zu kalt. Nicht zu gasförmig, nicht zu fest. Es sollte eine relativ feste Landschaft geben, viel Licht, eine Atmosphäre von idealer Dicke, günstig für gemäßigtes Klima und Wasser, das sich in Seen, Meeren oder Ozeanen ansammeln kann.
Das Vorhandensein von Ozon (das ein Nebenprodukt des von photosynthetischen Pflanzen erzeugten Sauerstoffs sein kann) in der Atmosphäre bietet eine unschätzbare Schutzschicht gegen die schädlichen Auswirkungen der ultravioletten (UV) Strahlung der Sonne.
Wissenschaftler sind zuversichtlich, in der Atmosphäre von mindestens drei neu entdeckten Planeten eine Kombination aus Ozon und Methan zu finden, die sie für das Leben günstig macht.
Darüber hinaus könnte das Vorhandensein von Methan und Sauerstoff zusammen in der Luft eines oder mehrerer Planeten auf eine unsichtbare Lebensquelle hinweisen, die diese Gase wieder auffüllt. „Wenn Sie eine Kombination aus Ozon und Methan in Gegenwart von Kohlendioxid und Wasser haben, gibt es nur eine offensichtliche Erklärung“, sagt der Astronom Michael Gillon von der Universität Lüttich in Belgien. "Das ist das Leben".
M-Zwerge leben länger, was bedeutet, dass das Leben mehr Zeit hat
Der TRAPPIST-1-Stern wurde als "M-Zwerg" klassifiziert. Solche Sterne sind im Universum extrem verbreitet und neigen dazu, relativ klein und schwach zu sein. TRAPPIST-1 wird auch als "ultrakalter" M-Zwergstern klassifiziert, es ist also der kälteste Stern, den es geben kann.
M-Zwerge sind dafür berüchtigt, ihren Kernbrennstoff im Vergleich zu heißeren, helleren Sternen wie unserer Sonne relativ langsam zu verbrennen - so können sie benachbarte Planeten für lange Zeiträume, sogar Billionen von Jahren, beleuchten.
(Zum Vergleich: Die Sonne brennt seit 4,6 Milliarden Jahren und wird in den nächsten 5 Milliarden Jahren endgültig ausbrennen).
Die lange Lebensdauer bedeutet, dass komplexes biologisches Leben mehr Zeit hat, sich "aus Sumpfschlamm zu entwickeln", sagt Dr. Seth Shostak, Astronom am SETI-Institut. "Wenn Sie nach komplexer Biologie suchen, gilt: Je älter, desto besser."
Neue Gedanken zur Planetenbildung
Diese Entdeckung ist bereits zu einem großen Sieg für die Wissenschaft geworden, denn selbst wenn sich diese Planeten für das Leben als ungünstig herausstellen, bietet diese Entdeckung Wissenschaftlern zweifellos ein ideales Szenario für die Prüfung einer Vielzahl von Hypothesen.
Das TRAPPIST-1-System kann "nicht nur mit der Erde und anderen Planeten in unserem Sonnensystem" verglichen werden, sagt Michael Gillon, sondern "mit sich selbst".
Da angenommen wird, dass sich diese Planeten in einer einzigen protoplanetaren Scheibe (einer rotierenden Scheibe aus dichtem Gas und Staub, die einen neu gebildeten Stern umgibt) gebildet haben, sind Wissenschaftler zuversichtlich, dass kleine, aber signifikante Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung und Atmosphäre jedes Planeten signifikante Hinweise auf die Geschichte und Entwicklung der Planeten liefern. …
Diese Informationen können dann verwendet werden, um die Entwicklung anderer Planeten besser zu analysieren und so unseren eigenen Wissensspeicher über das Universum zu erweitern.
Klare Sicht auf ferne Welten
Das neu entdeckte System ist wahrscheinlich ein wertvolles Modell für die Extraktion von Daten, mit denen wir weiter entfernte Planeten und Galaxien besser verstehen können, insbesondere im Zusammenhang mit der Suche nach Leben.
Mit TRAPPIST-1 werden Wissenschaftler ihre "Ängste und Wünsche nach anderen Planeten testen, die sehr kalte, sehr leichte M-Zwergsterne umkreisen", sagt Sara Seeger, Planetentheoretikerin am MIT.
Bestenfalls finden Wissenschaftler unwiderlegbare Lebenszeichen. Im schlimmsten Fall ist es auch gut: Wissenschaftler können möglicherweise nicht feststellen, ob auf einem der Planeten des TRAPPIST-1-Systems durch Lebensformen Sauerstoff produziert wird oder nicht. Das sind auch ziemlich gute Nachrichten. Seeger versichert uns, dass der einzige Nachteil darin besteht, dass wir länger brauchen, um die Quelle zu finden.
Planeten in Erdgröße können viel größer sein als gedacht
Obwohl Wissenschaftler lange angenommen haben, dass es im Universum viele erdgroße Planeten gibt, wurden diese einzigartigen Planeten bis zur Entdeckung des TRAPPIST-1-Systems als klein und weit entfernt angesehen. Nachdem dieses System entdeckt wurde und unserem so nahe kommt, weisen die einfachsten Wahrscheinlichkeitsgesetze darauf hin, dass es im Universum viel mehr solcher Systeme gibt als bisher angenommen.
Darüber hinaus wird es im Universum mehr M-Zwergsterne mit ähnlichen Eigenschaften geben als bisher angenommen. Dies bedeutet, dass wir eine bessere Chance haben, außerirdisches Leben zu finden, und Wissenschaftler, die nach Funksignalen suchen, die von außerirdischen Lebensformen gesendet werden, haben möglicherweise die ganze Zeit am falschen Ort gesucht.
Das Spitzer-Weltraumteleskop hat seine Exzellenz unter Beweis gestellt
Während der größte Teil des Verdienstes für diese Entdeckung den Männern und Frauen gilt, die seit Monaten an diesem Projekt arbeiten, sollte dem unglaublich leistungsstarken und coolen Spitzer-Weltraumteleskop, das diese Entdeckung gemacht hat, ein gewisser Respekt gezollt werden.
Dieses 2003 gestartete Infrarot-Weltraumteleskop hat die erstaunlichen Geheimnisse des Weltraums in den letzten 14 Jahren auf einer heliozentrischen Umlaufbahn erfasst und übertragen.
Ausgestattet mit einer Reihe von Infrarotkameras, einem Infrarotspektrographen und einem Multiband-Photometer kann das Teleskop beeindruckende Bilder mit vielfältigen Details aufnehmen. Zu seinen Entdeckungen gehört das erste Licht von Exoplaneten, das wir finden und beobachten konnten.
Jeder Planet im TRAPPIST-1-System wurde aufgrund kleiner Einbrüche im TRAPPIST-1-Licht erkannt. Diese Stromausfälle traten immer dann auf, wenn einer der Planeten vor einem Stern vorbeifuhr und eine riesige Teleskoplinse dieses Licht an die NASA übertrug, wo es mit einer Schätzung der Größe und Masse jedes Sterns analysiert wurde.
Dieses System - 40 Lichtjahre von der Erde entfernt - ist uns relativ nahe
Das Universum enthält in seiner ganzen Pracht zweifellos viele Planeten, die den Planeten im TRAPPIST-1-System sehr ähnlich sind. Wir finden jedoch selten Planeten in unserer Nähe.
40 Lichtjahre sind sicherlich kein Unsinn, aber es geht nicht darüber hinaus. Mit moderner Technologie würde es 44 Millionen Jahre dauern, 400 Billionen Kilometer von der Erde entfernt zu sein. Im kosmischen Maßstab sind 40 Lichtjahre jedoch sehr klein, sodass Wissenschaftler Schlussfolgerungen über unser Sonnensystem und unsere Planetensysteme ziehen können, die schwer zu "sehen" sind, wenn sie Daten über das TRAPPIST-1-System zugrunde legen.
Im Idealfall würde die Nähe des TRAPPIST-1-Systems zur Erde es Wissenschaftlern ermöglichen, besser zu verstehen, wie sich Zwergplaneten, Asteroiden, Satelliten, Kometen und zirkumstellare Scheiben bilden und miteinander interagieren.
Eine Plattform, um die Atmosphäre besser zu verstehen
In vielerlei Hinsicht hilft uns diese Entdeckung, andere Planeten im Universum zu verstehen, auch, ihre Atmosphären zu verstehen, was Sinn macht.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass dies die ersten Planeten von terrestrischer Größe sind, die entdeckt wurden, um einen bestimmten Sterntyp in der "richtigen" Entfernung zu umkreisen. Dies bedeutet, dass ihre Atmosphären uns wichtige Informationen über andere Planeten wie diese liefern, die es uns wiederum ermöglichen, die chemischen Signaturen, die Wasser, Methan, Sauerstoff, Ozon und andere Komponenten in der Atmosphäre des Planeten hinterlassen, besser zu analysieren.
TRAPPIS-1 bietet "eine der besten Möglichkeiten für das nächste Jahrzehnt, Atmosphären um erdgroße Planeten zu untersuchen", sagt Nicole Lewis, Astronomin am Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland.
Die Wissenschaftler werden auch die Temperaturen und Drücke an der Oberfläche von Planeten untersuchen, was bei der Bestimmung ihrer Eignung für das Leben sehr hilfreich sein wird.
Alle diese Planeten können mit Wasser sein
Auf der Suche nach Anzeichen außerirdischer Lebensformen auf fernen Planeten oder anderen Himmelskörpern beginnen Wissenschaftler fast alle mit einem einfachen Test: Kann Wasser auf diesem Körper vorhanden sein?
Und während angenommen wird, dass einige Planeten wie Mars und Venus einst flüssiges Wasser an der Oberfläche hatten, lässt der Mangel an Ozon mit anderen Schutzelementen die Wissenschaftler glauben, dass jedes mögliche Leben, das sich hätte bilden können, bereits tot ist - da es die Sonne nicht überleben kann und kosmische Strahlung, die die Oberfläche von Planeten sterilisiert.
Und während es die Möglichkeit gibt, dass flüssiges Wasser auf allen sieben Planeten im TRAPPIST-1-System gefunden wird, sind die Chancen, Wasser (und damit Leben) zu finden, für drei Planeten in der potenziell bewohnbaren Zone höher - wo es nicht zu heiß ist und Nicht zu kalt für flüssiges Wasser, das in Seen, Flüsse und Ozeane fließt.
ILYA KHEL
