Staubige Atmosphären könnten noch mehr Planeten lebensfreundlich machen

Visualisierung der Simulation von Staub in den Atmosphären ferner erdartiger Planeten um Rote Zwergsterne. (Illu.). Copyright: University of Exeter / Denis Sergeev
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Visualisierung der Simulation von Staub in den Atmosphären ferner erdartiger Planeten um Rote Zwergsterne. (Illu.). Copyright: University of Exeter / Denis Sergeev

Visualisierung der Simulation von Staub in den Atmosphären ferner erdartiger Planeten um Rote Zwergsterne. (Illu.).
Copyright: University of Exeter / Denis Sergeev

Exeter (Großbritannien) – Staub in Atmosphären um ferne, erdartige Planeten, könnten zu deren potentieller Lebensfreundlichkeit auch außerhalb der klassischen habitablen Zonen um beitragen und so die Anzahl potentiell lebensfreundlicher Planeten einmal mehr erhöhen.

Es ist bekannt, dass das Vorhandensein von Mineralstaub eine wesentliche Rolle für das Klima spielt, sowohl regional wie auf der Erde als auch global, wie auf dem Mars. Das Forscherteam um um Dr. Ian Boutle von der University of Exeter und Kollegen der University of East Anglia führte eine Reihe von Simulationen terrestrischer und erdgroßer Exoplaneten mit modernsten Klimamodellen durch und zeigt im Fachjournal „Nature Communications“ (DOI: xxx) erstmals, dass natürlich vorkommender Mineralstaub einen erheblichen Einfluss darauf hat, ob Exoplaneten das Leben unterstützen können.

Wie die Forscher erläutern, erweitere das Vorhandensein großer Mengen Staub in der Luft solcher Planeten – ähnlich wie dem Science-Fiction-Wüstenplaneten „Dune“ – unsere Vorstellung von lebensfreundlichen Welten um eine weitere, kritische Klimakomponente.

Staub in der Atmosphäre von erdartigen Planeten etwa, die Rote Zwergsterne dicht und rotationsgebunden umkreisen (ihrem Stern also immer die gleiche Seite zuwenden, was zu einer permanenten Tag- und Nachtseite führt) führe demnach dazu, dass der die Tagseite an heißeren Tagen abgekühlt, aber die Nachtseite erwärmt wird, wodurch die “lebensfreundliche Zone” für den Planeten effektiv ausgeweitet werde. Bei dieser „habitablen Zone“ handelt es sich um jene Abstandsregion, innerhalb derer ein Planet seinen Stern umkreisen muss, damit aufgrund milder Temperaturen flüssiges Wasser – und damit die Grundlage zumindest des uns bekannten Lebens – auf der Oberfläche existieren kann.

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Die Simulationsergebnisse zeigen auch, dass Planeten am inneren, heißen Rand dieser bewohnbaren Zone, von Staub derart abgekühlt werden können, dass der Verlust des Oberflächenwassers abgemildert und der Planet damit lebensfreundlich werden und bleiben kann. Tatsächlich nehmen Planetenforscher an, dass ein ähnliches Szenario auf der Venus eingetreten ist: „Geht Wasser von einem Planeten verloren und seine Ozeane schrumpfen, kann sich die Staubmenge in der Atmosphäre erhöhen und infolgedessen den Planeten abkühlen. Hierbei handelt es sich um ein sogenanntes negatives Klima-Feedback, das den weiteren Wasserverlust des Planeten aufschieben kann.“

Entscheidend sei auch, dass das Vorhandensein von Staub bei der Suche nach wichtigen Biomarkern, die auf das Leben hinweisen, wie beispielsweise das Vorhandensein von Methan, berücksichtigt werden muss, da der Staub entsprechende Signaturen verdecken könne, geben die Autoren zu bedenken.

In ihrem Fachartikel unterstreichen die sie die Notwendigkeit einer entsprechend sorgfältigen Untersuchung von Exoplaneten, bevor diese bei der Suche nach lebensfreundlichen fernen Welten möglicherweise als nicht lebensfreundlich abgetan und fälschlicherweise übersehen werden.

„Auf der Erde und auf dem Mars wirken Staubstürme sowohl kühlend als auch wärmend auf die Oberfläche, wobei sich der Kühleffekt in der Regel durchsetzt“, erläutert Boutle und führt dazu weiter aus: „Die beschriebenen Planeten mit synchronisierter Umlaufbahn sind jedoch anders. Hier sind die dunklen Seiten dieser Planeten in ewiger Nacht, und der Erwärmungseffekt gewinnt, während am Tag der Kühleffekt siegt. Der Effekt besteht darin, die Temperaturextreme zu mildern und so den Planeten bewohnbarer zu machen.“

Die Forscher unterstreichen die Möglichkeit, dass die potentielle Lebensfreundlichkeit eines Planeten nicht nur von der Menge an Lichtenergie ihres Sterns abhängt, sondern auch von der atmosphärischen Zusammensetzung des Planeten: „Staub in der Luft ist etwas, das Planeten bewohnbar machen könnte, aber auch unsere Fähigkeit, Lebenszeichen auf diesen Planeten zu finden, beeinträchtigt. Diese Effekte müssen in zukünftigen Forschungen berücksichtigt werden.“

Quelle: University of Exeter

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