Einige eisige Exoplaneten haben möglicherweise Ozeane mit flüssigem Wasser und Geysire!
Außerhalb unseres Sonnensystems gibt es noch viel zu entdecken, aber ein Team von NASA-Wissenschaftlern untersucht jetzt die Möglichkeit des Vorhandenseins von flüssigem Wasser auf 17 Exoplaneten.
Eine neue Studie der NASA erweitert die Suche nach Leben jenseits unseres Sonnensystems und zeigt, dass 17 Exoplaneten (Planeten außerhalb unseres Systems) unter eisigen Hüllen Ozeane mit flüssigem Wasser, einem wesentlichen Bestandteil für Leben, haben könnten. Das Wasser aus diesen Ozeanen könnte auch in Form von Geysiren durch die Eiskruste ausbrechen.
Das Wissenschaftsteam berechnete das Ausmaß der Geysiraktivität auf diesen Exoplaneten und machte diese Schätzungen zum ersten Mal. Sie identifizierten zwei Exoplaneten, die nahe genug sind, um die Anzeichen dieser Eruptionen mit Teleskopen zu beobachten.
Die Suche nach Leben anderswo im Universum konzentriert sich in der Regel auf Exoplaneten, die sich in der "bewohnbaren Zone" eines Sterns befinden, also in einer Entfernung, in der die Temperaturen flüssiges Wasser auf der Oberfläche zulassen. Es ist jedoch möglich, dass ein Exoplanet, der zu weit entfernt und zu kalt ist, dennoch einen Ozean unter einer Eiskruste besitzt, wenn er über eine ausreichende innere Heizung verfügt.
Dies geschieht in unserem Sonnensystem, wo Europa, einer der Monde des Jupiters, und Enceladus, ein Mond des Saturns, unterirdische Ozeane haben, weil sie durch die Gezeiten erhitzt werden, die aus der Anziehungskraft des Wirtsplaneten und der benachbarten Monde resultieren.
Diese unterirdischen Ozeane können Leben beherbergen, wenn sie andere Bedürfnisse haben, wie die Versorgung mit Energie und Elementen und Verbindungen, die in biologischen Molekülen verwendet werden. Auf der Erde entwickeln sich ganze Ökosysteme in völliger Dunkelheit auf dem Grund der Ozeane, in der Nähe von hydrothermalen Quellen, die Energie und Nährstoffe liefern.
Gibt es möglicherweise flüssiges Wasser auf einem Exoplaneten?
Das Team analysierte die Bedingungen von 17 bestätigten Exoplaneten, die in etwa die Größe der Erde haben, aber weniger dicht sind, was darauf hindeutet, dass sie eher erhebliche Mengen an Eis und Wasser als dichteres Gestein aufweisen könnten.
Obwohl die genaue Zusammensetzung der Planeten noch unbekannt ist, deuten erste Schätzungen ihrer Oberflächentemperaturen darauf hin, dass sie viel kälter als die Erde sind, was darauf schließen lässt, dass ihre Oberflächen mit Eis bedeckt sein könnten.
Die Studie verbesserte die Schätzungen der Oberflächentemperaturen der einzelnen Exoplaneten, indem sie sie anhand der bekannten Oberflächenhelligkeit und anderer Eigenschaften von Europa und Enceladus neu berechnete. Das Team schätzte auch die gesamte innere Erwärmung dieser Exoplaneten, indem es die Form der Umlaufbahn jedes Exoplaneten nutzte, um die durch die Gezeiten erzeugte Wärme zu erhalten und sie zu der durch die Radioaktivität vorhergesagten Wärme hinzuzufügen.
Schätzungen der Oberflächentemperatur und der Gesamterwärmung ergaben die Dicke der Eiskappe für jeden Exoplaneten, da die Ozeane an der Oberfläche abkühlen und gefrieren, während sie von innen erwärmt werden. Schließlich verglichen sie diese Werte mit denen von Europa und verwendeten die geschätzte Geysiraktivität auf Europa als konservative Grundlage für die Schätzung der Geysiraktivität auf den Exoplaneten.
Das Vorhandensein von Wasser auf Exoplaneten
Das Wasser kann andere Elemente und Verbindungen enthalten, die Aufschluss darüber geben, ob ein Planet Leben beherbergen kann. Da Elemente und Verbindungen Licht in bestimmten Farben absorbieren, würde die Analyse des Sternenlichts den Wissenschaftlern ermöglichen, die Zusammensetzung des Geysirs zu bestimmen und das Potenzial des Exoplaneten für die Bewohnbarkeit zu bewerten.
Bei Planeten wie Proxima Centauri b, die ihren Stern aus unserer Sicht nicht passieren, kann die Geysiraktivität mit leistungsstarken Teleskopen nachgewiesen werden, die das Licht messen können, das der Exoplanet auf seiner Umlaufbahn um seinen Stern reflektiert. Die Geysire würden eisige Partikel auf die Oberfläche des Exoplaneten schleudern, die ihn sehr hell und reflektierend erscheinen lassen.
Quellenhinweis:
Quick L., Roberge A., Mendoza G., et al. Prospects for Cryovolcanic Activity on Cold Ocean Planets. The Astrophysical Journal (2023).