Monde von Schurkenplaneten könnten Wasser und Leben haben

Monde von Schurken-Exoplaneten: großer bläulicher Planet mit dunklen Streifen und kleinerer bräunlicher Mond gegen Sternenfeld.

Künstlerisches Konzept eines riesigen frei schwebenden Planeten mit seinem erdgroßen Mond. Eine neue Studie legt nahe, dass einige dieser Monde genug Wärme und Wasser speichern könnten, um das Leben zu unterstützen, selbst wenn ihr Planet nicht an eine Sonne gebunden ist. Bild über Tommaso Grassi/Wissenschaft.


Wasser ist in unserem Sonnensystem im Überfluss vorhanden. Neben der Erde haben Wissenschaftler Beweise für unterirdische Seen auf dem Mars und eine wachsende Zahl von unterirdischen Ozeanen auf kleinen Eismonden im äußeren Sonnensystem gefunden. Es erscheint daher vernünftig, dass Wasser auf Planeten und Monden in anderen Sonnensystemen existieren könnte. Aber was ist mitSchurkenplaneten, frei schwebende Welten, die keinen Stern umkreisen? Eine Studie von Astrophysikern der Ludwig-Maximilians-Universität München im Juni 2021 konzentrierte sich auf die Möglichkeit vonflüssiges Wasser auf Exomonenvon Schurkenplaneten. Die faszinierenden Ergebnisse zeigen, dass Monde von Schurkenplaneten tatsächlich in der Lage sein sollten, eine Atmosphäre zu besitzen und flüssiges Wasser zurückzuhalten.

Diepeer-reviewed Internationale Zeitschrift für Astrobiologie veröffentlichtdiese Studie am 8. Juni 2021.


Milliarden frei schwebender Planeten

Es mag seltsam klingen, wenn Planeten getrennt von Sternen existieren. Aber Astronomen haben in den letzten Jahren viele dieser Schurkenplaneten entdeckt. Astronomenschätzenes sollte mindestens so viele frei schwebende Planeten geben, wie es Sterne in der Milchstraße gibt (über 100 Milliarden), und wahrscheinlich noch mehr. Sie treiben frei durch den Weltraum, ungebunden von der Schwerkraft eines lokalen Sterns. Und einige von ihnen sollten Monde haben. In dem Papier heißt es:

Ein frei schwebender Planet … ist ein Objekt mit planetarischer Masse, das um ein nicht-stellares massereiches Objekt (z. B. einen Braunen Zwerg) oder um den kreistgalaktisches Zentrum. Das Vorhandensein von Exomonen, die frei schwebende Planeten umkreisen, wurde theoretisch von mehreren Modellen vorhergesagt.

Schnittdarstellung mit dicker Wasserschicht, Eiskruste und Geysiren auf dem Mond um Jupiter.

Das Konzept des Künstlers zeigt einen Ausschnitt von Jupiters Mond Europa, einem von mindestens mehreren Eismonden, die unter der Oberfläche Wasserozeane haben. Laut einer neuen Studie könnten auch Monde von Planeten, die ohne Sonnen frei im Weltraum schweben, sogar auf ihrer Oberfläche Wasser haben. Bild über NASA/ JPL-Caltech/Space.com.

Flüssiges Wasser auf Monden von Schurkenplaneten?

Könnte einer dieser Monde Wasser auf seiner Oberfläche oder im Inneren haben? Laut dem neuen Papier scheint es so zu sein:


Unter bestimmten Bedingungen können diese Monde eine Atmosphäre bewahren, die die langfristige thermische Stabilität von flüssigem Wasser auf ihrer Oberfläche gewährleistet.

Wir stellen fest, dass sich unter bestimmten Bedingungen und unter der Annahme stabiler Bahnparameter im Laufe der Zeit flüssiges Wasser auf der Oberfläche des Exomons bilden kann.

Die endgültige Wassermenge für einen Erdmassenexomon ist kleiner als die Wassermenge in den Ozeanen der Erde, aber genug, um die potenzielle Entwicklung von Urleben zu beherbergen. Die Zeitskala des chemischen Gleichgewichts wird durch die kosmische Strahlung gesteuert, die wichtigsteIonisationTreiber in unserem Modell der Exomoon-Atmosphäre.

Lächelnde Frau mit dunklem Hut und T-Shirt.

Barbara Ercolano von der Ludwig-Maximilians-Universität München ist eine der Leiterinnen der neuen Studie, die mit einem neuen Computermodell ermittelt, ob Exomonen, die frei schwebende Planeten umkreisen, Wasser und sogar Leben erhalten können. Bild überIMPRS.


Genug Wasser fürs Leben

In dieser Studie,Barbara Herculaneum,Tommaso Grassiund ihre Kollegen verwendeten einen Computer, um die Atmosphäre eines Exomoons zu modellieren, der einen frei schwebenden Planeten umkreist. Während die Ergebnisse darauf hindeuteten, dass der Mond wahrscheinlich 10.000 Mal weniger Wasser haben würde als in den Ozeanen der Erde, würde er immer noch 100 Mal mehr Wasser enthalten als in der Erdatmosphäre. Das ist mehr als genug, um einige Lebensformen zu unterstützen.

Riesenplaneten mit Riesenmonden

In der Studie simulierte das Computermodell einen Mond von der Größe der Erde, der einen freischwebenden Planeten von der Größe eines Jupiters umkreist. Der größte uns bekannte Mond istGanymed, Jupiters größter Satellit, der etwa 26% größer ist als Merkur. Der große erdgroße Mond der Simulation ist jedoch möglicherweise nicht so weit hergeholt.Vorläufige Beweiseexistiert für einen riesigen Mond, der den Planeten umkreistKepler-1625b, 8.000Lichtjahreweg in Richtung unserer KonstellationCygnus der Schwan. In diesem Fall ist der mögliche Mond etwa so groß wie Neptun und der Planet ist um ein Vielfaches größer als Jupiter.

Riesiger bewölkter Planet mit großem bläulichen Mond und Sonne im Hintergrund.

Ein möglicher großer Exomon wurde bisher gefunden (aber noch nicht bestätigt), Kepler-1625b, der 8.000 beträgtLichtjahreweg in der konstellationCygnus der Schwan. Der mögliche Mond im Konzept dieses Künstlers hat ungefähr die Größe von Neptun und der Planet ist um ein Vielfaches größer als Jupiter. Bild überHubbleSite.

Kosmische Strahlung statt Sonnenlicht

Eine offensichtliche Frage ist: Wie könnte ein Planetensystem ohne Sonne möglicherweise Leben unterstützen? Pflanzen auf der Erde brauchen Sonnenlicht fürPhotosynthese, und fast alles andere Leben hängt von Pflanzen ab. Im Computermodell fanden die Forscher heraus, dasskosmische Strahlungkönnte Sonnenlicht ersetzen, um molekularen Wasserstoff und Kohlendioxid in Wasser und andere Produkte umzuwandeln.


DieGezeitenkräftedie der Planet auf seinen Mond ausübt, könnte Wärme liefern, ähnlich wie es die Riesenplaneten in unserem Sonnensystem mit ihren eisigen Monden tun. Wenn genügend Kohlendioxid in der Mondatmosphäre vorhanden wäre, mindestens 90 %,Treibhauseffektwürde genug von dieser Wärme speichern, um das Wasser flüssig zu halten und das Leben zu ermöglichen. Wie im Papier zusammengefasst:

Wir fanden heraus, dass ein Exomon, der einen frei schwebenden Planeten umkreist, eine Umgebung bietet, die flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche halten könnte, wenn die optische Dicke der Atmosphäre relativ groß ist und die Orbitalparameter genügend Gezeitenerwärmung erzeugen, um die Temperatur über den Schmelzpunkt von . zu erhöhen Wasser.

Die Idee von Wasser und Leben auf Welten, die keine Sterne umkreisen, mag wie Science-Fiction erscheinen. Aber wenn diese Forscher Recht haben, ist es vielleicht gar nicht so weit hergeholt. Exomoons sind noch schwer zu entdecken, aber das wird sich in den kommenden Jahren ändern. Was werden Astronomen finden?

Fazit: Eine neue Studie von Wissenschaftlern der Ludwig-Maximilians-Universität München sagt, dass es auf Monden von Schurkenplaneten – frei schwebenden Welten ohne Sonnen – genug Wärme und flüssiges Wasser geben könnte, um das Leben zu unterstützen. Kosmische Strahlung könnte anstelle von direktem Sonnenlicht Prozesse wie die Photosynthese antreiben.

Quelle: Anwesenheit von Wasser auf Exomonen, die frei schwebende Planeten umkreisen: eine Fallstudie

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