Während einige Wissenschaftler nach bewohnbaren Planeten außerhalb unseres Sonnensystems suchen, lösen andere Forscher eine ähnliche Frage für die Satelliten dieser Planeten.
Die sogenannten Exomoons wurden außerhalb unseres Sonnensystems noch nicht gefunden, und dies könnte Jahrzehnte dauern. In einem neuen Forschungsbericht theoretisieren Wissenschaftler, ob auf einem marsgroßen Satelliten des Gasriesen flüssiges Wasser existieren könnte.
Wir sprechen über Jupiters Mond namens Ganymed. Es ist der größte Satellit im Sonnensystem, 5/6 so groß wie der Mars.
Die NASA bestätigte 2015 das Vorhandensein eines flüssigen Ozeans auf Ganymed, nachdem sie Auroren durch das Hubble-Teleskop beobachtet hatte, die weniger zu schwanken scheinen, als sie dem Jupiter-Magnetfeld hätten entsprechen sollen. Die Raumfahrtbehörde sagte, es sei wahrscheinlich mit dem Salzozean unter der Oberfläche von Ganymed verwandt.
Ob es möglich ist, von diesem Satelliten als potenziellem Exo-Mond zu sprechen, ist eine zweideutige Frage. Die Wissenschaftler untersuchten Energiequellen wie die Sternstrahlung (die mit der Entfernung vom Stern variiert), das vom Jupiter reflektierte Sternlicht, das auf Ganymed, die eigene Wärmestrahlung des Planeten, wirkt, die die Erwärmung des Satelliten beeinflusst, indem sie die Anziehungskraft des Planeten verändert. Diese Gezeitenerwärmung wäre am ausgeprägtesten, wenn Ganymed eine exzentrische Umlaufbahn hätte, ähnlich wie Jupiters Vulkanmond Io.
„Es ist bekannt, dass der Gezeitenheizungskoeffizient abnimmt, wenn der Mond im Inneren geschmolzen ist, da die Lava ihren eigenen Umkehrmechanismus erzeugt, wenn die Erwärmung abnimmt und der Mond unter der Oberfläche abkühlt. Dies wird als "Thermostat-Gezeiteneffekt" bezeichnet ", sagte Co-Autor Rene Heller, Astrophysiker am Institut für Sonnensystemforschung. Max Planck in Deutschland.
„Wir untersuchen zum ersten Mal die Wechselwirkung aller möglichen exolunaren Wärmequellen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Entfernungen zum Stern“, fügte er hinzu. "Tatsächlich ziehen wir sogar zwei mögliche Arten von Sternen in Betracht: unsere Sonne und einen roten M-Typ-Zwergstern."
Für einen sonnenähnlichen Stern stellten die Autoren fest, dass jeder Mond um einen Gasriesen jenseits von drei astronomischen Einheiten (drei Entfernungen von der Erde zur Sonne) einen ausreichend großen Energiefluss haben würde, um den Gezeitenthermostat-Effekt zu stoppen. Aber wenn der Mond instabil genug ist, kann er globalen Vulkanismus haben - genau wie das, was wir auf Io sehen.
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Heller beschrieb diese Situation als "gefährlich" für lebende Organismen.
"Sie können viel flüssiges Wasser an der Oberfläche haben, aber gleichzeitig können sie mit zerstörerischen Vulkanen bedeckt sein", schrieb er. "Wir sind uns jedoch einig, dass solche Monde bei richtiger Gezeitenerwärmung bewohnbar sein können, und wir zeigen, wie weit diese Monde von ihren Planeten entfernt sein sollten."
M-Zwerge sind ein häufiges Ziel für die Suche nach Exoplaneten, da sie kleiner und dunkler sind und es einfacher macht, Planeten durch ihre Oberflächen zu sehen. Für Exoluns ist es jedoch schwieriger festzustellen, wie geeignet sie für das Leben in einem solchen System sind.
"Die Monde können in den Zonen von Sternensystemen, die theoretisch für den Ursprung des Lebens geeignet sind, nicht stabil sein", sagte Heller.
Die besten Beispiele für erhitzte Körper in unserem eigenen Sonnensystem sind die Monde: Jupiter - Io und Europa sowie Saturns Enceladus. Zwar gibt es zahlreiche Hinweise darauf, dass sich unter der Eisoberfläche von Europa und Enceladus ein riesiger Ozean befinden könnte, doch Heller wies darauf hin, dass sich seine Forschung mehr auf die Bewohnbarkeit der Satellitenoberfläche konzentriert. Das beste Beispiel, sagt er, könnte Titan sein - Saturnmond, der eine viel wärmere Oberfläche hat. Titan hat eine dicke orange Atmosphäre sowie flüssige Kohlenwasserstoffseen.
"Grundsätzlich haben wir die Möglichkeit, große Monde um Planeten mit geringer Masse zu beobachten, und ich denke, dass der erste Exo-Mond anders sein wird als alles, was wir im Sonnensystem wissen", sagte Heller.
„Es könnte ein Mond wie der Mars um einen Planeten wie die Erde oder eine Erde um den Neptun in einer Entfernung von ihrem Stern sein, die der Entfernung von Merkur zur Sonne ähnlich sein könnte. (Es gibt viele Möglichkeiten). Auf den ersten Blick wird es wahrscheinlich etwas Unglaubliches geben, wie einen Planeten um einen Pulsar oder einen heißen Jupiter. Ich bin sehr gespannt, wie dieses Objekt aussehen wird “, sagt der deutsche Astrophysiker.
Obwohl im nächsten Jahrzehnt mehrere neue Teleskope aufgetaucht sind, um Exoplaneten zu "jagen", sagt Heller, dass sie nicht für Exoons optimiert sind. Die Suche nach Exoluns ist finanziell riskant und die Erfolgswahrscheinlichkeit höchst fraglich, was bedeutet, dass dieses Projekt für die astronomische Gemeinschaft wahrscheinlich eine niedrige Priorität bleibt.
Das James Webb-Weltraumteleskop, ein multifunktionales Teleskop, das 2018 auf den Markt kommen wird, wird voraussichtlich nur eine Handvoll Exoplaneten untersuchen, sodass die Chancen, einen Exomond zu finden, gering sind, sagt Heller. Der Transiting Exoplanet Survey Satellite, der ebenfalls im nächsten Jahr startet, wird nur sehr wenige Transitplaneten beobachten.
"Diese Planeten werden so nah an ihren Sternen sein, dass jeder Mond um den Planeten durch Sterngravitationsstörungen sofort aus dem System geworfen wird", sagte Heller.
Die Chancen können durch das derzeit im Bau befindliche europäische Superteleskop CHEOPS (charakteristisch für ExOPlanets Satellite) erhöht werden.
"Ich weiß, dass einige Mitglieder des CHEOPS-Wissenschaftsteams aktiv an Strategien zur Erforschung von Monden um Planeten in größeren Umlaufbahnen arbeiten", sagte Heller. Aber er fügte hinzu, dass PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of Stars), ein Projekt, das um 2024 beginnen wird, wahrscheinlich das "geeignete Werkzeug" für diese Arbeit sein wird. Es wird eine gezielte Suche nach Planeten durchführen, ähnlich dem Kepler-Weltraumteleskop, jedoch um hellere Sterne herum.
