Alpha Centauri A&B, Proxima und erdähnliche Planeten

[Bynaus]

Kennt ihr die (englischsprachige) Seite "oklo.org"? Eine sehr interessante Seite, die von Wissenschaftlern betrieben wird, die ein grosses Interesse an der Exoplanetenforschung haben. In Verlauf der letzten Woche haben sie drei Posts zum Thema "Proxima Centauri" Online gestellt, wer sie nachlesen will:

http://oklo.org/?p=107
http://oklo.org/?p=106
http://oklo.org/?p=101

Für alle anderen, hier die Kurzzusammenfassung.

Es war lange unklar, ob Proxima Centauri tatsächlich zum Alpha Centauri-System gehört. Messungen tendierten darauf, dass Proxima Centauri ein bisschen zu schnell ist, um sich tatsächlich in einem Orbit um die beiden Sterne zu befinden - aber da Proxima gleichzeitig etwa ähnlich alt ist die anderen beiden Sterne und sich in etwa in derselben Richtung durch die Galaxis bewegt wie sie, wäre es sehr unwahrscheinlich (OT: Irgendwie tauchen die Wahrscheinlichkeiten immer wieder auf hier...), dass Proxima eigentlich einfach ein durchziehender Einzelstern ist.

Ihre Untersuchungen aufgrund neuer Daten des Hipparchos-Satelliten haben nun gezeigt, dass sich Proxima tatsächlich im Orbit um Alpha Centauri A&B befindet, und zwar einem, der eine Million Jahre dauert und Proxima bis in eine Entfernung von 0.16 Lichtjahren von Alpha Centauri A&B wegträgt.

Das hat interessante Konsequenzen. Alpha Centauri A und B könnten nämlich beide terrestrische Planeten aufweisen - es gibt stabile Bahnen um beide Sterne, und schwere Elemente sind mehr als genug vorhanden (mehr als bei der Sonne). Vermutlich gibt es aber keine Gasriesen in dem System (zumindest nicht im Orbit um die einzelnen Sterne), da es nur stabile Bahnen sehr nahe am Stern gibt, wo keine Gasriesen entstehen können. Allerdings dürften diese Planeten sehr trocken sein - in der Frühphase des Systems wären alle flüchtigen Stoffe durch die grosse Hitze der beiden Sterne aus dem System gefegt worden. Und ohne Wasser - kein Leben.

Was hat nun Proxima damit zu tun? Sehr viel! Der Umstand, dass Proxima die beiden Sterne umkreist, weckt Hoffnung auf bewohnbare Planeten um die beiden Sterne: Proxima durchquert auf seiner Bahn nämlich die Oortsche Wolke des Alpha Centauri-Systems, und sollte es einen "Kuipergürtel" geben, der beide Sterne (A&B) in grossem Abstand umkreist, so würde auch dieser durch Proxima einmal alle Million Jahre gestört. Die Folge sind Kometen, die ins Innere System fallen und den ausgetrocktneten Staubplanten Wasser bringen.

Die Entdeckung, dass Proxima Centauri in einem gebundenen Orbit um die beiden anderen Sterne kreist, könnte uns also einen erdähnlichen Planeten direkt vor unserer Haustür bescheren...

Faszinierend, nicht?

[Skymarshal]

Und das bei deinen pessimistischen Wahrscheinlichkeitsrechnungen.

Hört sich auf jeden Fall interessant an.

Jetzt ist nur noch die Frage ob die Kometen wirklich genug Wasser bringen und das ausreicht. Und ob die Frequenz nicht zu hoch ist. Weil zuviele Einschläge ja auch schädlich sind oder?

[LuckyGuy]

Für höheres Leben sind sie sicher schädlich.

Aber bei Einzellern und Algen glaube ich, dass irgendein Fitzelchen Leben bei (fast) jeder Katastrophe noch ein winziges Eckchen finden wird, an dem es den Weltenuntergang überlebt, und somit kann dann nach dem Bombardement erneut das Leben den Planeten Rückerobern.

Höheres Leben oder gar Zivilisationen möchte ich bei einer soh schnellen Abfolge globaler Katastrophen aber ausschließen.

[Bynaus]

Wieviel da wirklich kommt, hängt natürlich von der (unbekannten) Dichte der Oortschen Wolke bezw. des (hypothetischen) Kuipergürtels ab.

Das System ist schon recht alt, ca. 6.2 Milliarden Jahre. Je nach Menge der Kometen, die da abgelenkt werden, könnten die terrestrischen Planeten in diesem System auch im Wasser ertrinken, also vielleicht von zig-kilometertiefen Ozeanen bedeckt sein. In diesem Fall wird es ebenfalls schwierig mit dem komplexen Leben.

Ich sehe es im Allgemeinen schon so wie Lucky Guy: Primitives Leben überlebt vermutlich fast alles, auch regelmässig wiederkehrende globale Katastrophen.

EDIT: Wer es etwas genauer wissen will: Ich habe dazu einen ausführlichen Artikel auf meiner Seite verfasst: http://www.final-frontier.ch/index.p..._und_das_Leben

[Bynaus]

Ich weiss nicht, ob ihr den Text gelesen habt, aber interessanterweise ist es relativ schwierig, einen Erdozean allein durch Kometen hinzubekommen.

1.4 Milliarden Kubikkilometer Wasser (soviel Wasser ist in den Ozeanen der Erde), die in 6520 Umläufen von Proxima (da das System 6.52 Milliarden Jahre alt ist, bei 1 Million Jahre pro Umlauf) in Kometenform transportiert werden, bedeuten etwa 200000 Kubikkilometer Wasser pro Umlauf. Das wiederum entspricht z.B. 1 Kometen mit 40 km Radius, 100 Kometen mit 8 km Radius, oder 1000 Kometen mit 4 km Radius. Das scheint mir ziemlich viel zu sein.

Die Planeten um Alpha Centauri könnten so zwar Wasser erhalten, wären aber insgesamt immer noch deutlich trockener als die Erde.

[Spocky]

Wow, das klingt doch wirklich mal nach einem sehr interessanten System . Bin echt mal gespannt, ob da wirklich eines Tages mal Planeten mit Wasser gefunden werden. Wenn ja, dann ist die Wahrscheinlichkeit für Leben auch sehr groß.

Weiß man denn, wie dicht die Oortsche Wolke um die beiden Sterne ist? ICh nehm mal an, sie teilen sich eine gemeinsame?

[Skymarshal]

Zitat von Bynaus

Die Planeten um Alpha Centauri könnten so zwar Wasser erhalten, wären aber insgesamt immer noch deutlich trockener als die Erde.

Und warum hast du dann oben das hier geschrieben...

Je nach Menge der Kometen, die da abgelenkt werden, könnten die terrestrischen Planeten in diesem System auch im Wasser ertrinken, also vielleicht von zig-kilometertiefen Ozeanen bedeckt sein.

?

Hast du das nochmal nachgerechnet?

[Challenger]

Zitat von Spocky

Wow, das klingt doch wirklich mal nach einem sehr interessanten System . Bin echt mal gespannt, ob da wirklich eines Tages mal Planeten mit Wasser gefunden werden. Wenn ja, dann ist die Wahrscheinlichkeit für Leben auch sehr groß.

Hm? Du kennst Alpha Centauri nicht? Das System ist doch unser nächster galaktischer Nachbar mit etwas über vier Lichtjahren entfernung (Proxima Centauri - der rote Zwerg der etwa alle Million Jahre das System umkreist - ist die nächstgelegene Komponente )

[Spocky]

Ich kenne das System schon, aber bisher hatte ich immer gedacht, dass es da keine erdähnlichen Planeten geben könnte, aber diese neue Erkenntnis könnte da doch einiges bewegen

[Bynaus]

Hast du das nochmal nachgerechnet?

Ganz genau...

Man weiss übrigens nicht genau, ob das System wirklich eine Oortsche Wolke (oder einen Kuipergürtel) hat, zumindest die Oortsche Wolke dürfte kaum auszumachen sein auf die Entfernung, wenn wir nicht einmal unsere eigene sehen...

[Spocky]

Aber durch diese Proxima-Sonne dürften dort doch vielleicht noch am ehesten irgendwelche gravitativen Wechselwirkungen festzustellen sein. Ist halt nur die Frage, wie lange Proxima wieder braucht, um dort hin zu kommen. Am Ende waren wir selbst schon mal dort, bis es wieder soweit ist

[Bynaus]

Ist halt nur die Frage, wie lange Proxima wieder braucht, um dort hin zu kommen.

Naja, zurzeit befindet sie sich nahe am Apastron, das heisst, so in der Grössenordnung 500000 Jahre musst du schon warten... Bis dann sollten wir es, so es uns dann noch gibt, schon mal geschafft haben, dorthin zu kommen. Allerdings wird in 500000 Jahren der Abstand zwischen Alpha Centauri und der Sonne bereits wieder einige dutzend bis hundert Lichtjahre (Handgelenk mal Pi) betragen.

[Spocky]

Wow, ist der Unterschied doch so groß? Ich hätte gedacht, dass Sterne in ähnlichen Umlaufbahnen auch immer recht lange beieinander bleiben

Aber wenn Proxima gerade am entferntesten Punkt ist, dann ist es doch schon sehr erstaunlich, dass der Stern ausgerechnet dort schon fast als zu schnell erachtet wurde, um zu dem System dazuzugehören

[Bynaus]

Was meinst du genau mit "Unterschied"?

Wegen "zu schnell": Das hängt ja nicht von der Position auf der Bahn ab: Die Summe von kinetischer und potentieller Energie muss < 0 sein für einen Orbit - und man dachte halt immer wieder, sie sei ganz knapp > 0.

[LuckyGuy]

Spocky fragt, ob der Unterschied in der Entfernung zu Alpha Centauri heute und in nur 500000 Jahren derartig groß ist.

Wenn der Abstand z.B. in 500000 Jahren wirklich 100 Lichtjahre betragen sollte, so würden wir uns ja alle 500 Jahre um ein volles Lichtjahr auseinanderbewegen!

Und Spocky fragt, ob das denn wirklich sein kann, denn wir befinden uns ja nun wirklich in etwa gleich weit entfernt vom galaktischen Zentrum, also müssten wir auch in etwa die gleiche Umlaufgeschwindigkeit haben. Woher kommt dann also diese schnelle Drift voneinander weg?

[Bynaus]

Wenn der Abstand z.B. in 500000 Jahren wirklich 100 Lichtjahre betragen sollte, so würden wir uns ja alle 500 Jahre um ein volles Lichtjahr auseinanderbewegen!

Ok, ich habe ein grosses Handgelenk, und Pi hatte ich auch nicht mehr richtig in Erinnerung... Es sind wohl eher ein paar Lichtjahre, als hunderte. Z.B. weiss ich, dass der Stern Algol vor rund 7 Millionen Jahren in 8.5 Lichtjahren Entfernung am Sonnensystem vorbei zog: Heute ist er fast 93 Lichtjahre entfernt. Alpha Centauri wird unserem Sonnensystem in 27800 Jahren am nächsten stehen: Dann wird der Abstand nur noch etwa 3 Lichtjahre betragen, danach wird sich der Abstand wieder vergrössern.

Quelle: http://www.journals.uchicago.edu/AJ/...80216.tb2.html

Solche Relativbewegungen sind durchaus möglich, weil die Sterne sich ja nicht auf kreisförmigen Bahnen um das Zentrum bewegen, sondern auf elliptischen, die zudem alle relativ zur Milchstrassenscheibe auf- und aboszillieren. Die Sterne unserer jetzigen Umgebung werden in ein paar Jahrmillionen bereits wieder über ein grosses Raumvolumen verteilt - und durch "neue" ersetzt sein.

[Spocky]

Danke fürs übersetzen, LG

Ja, genau das hatte ich gemeint

Zitat von Bynaus

Wegen "zu schnell": Das hängt ja nicht von der Position auf der Bahn ab: Die Summe von kinetischer und potentieller Energie muss < 0 sein für einen Orbit - und man dachte halt immer wieder, sie sei ganz knapp > 0.

Und ich dachte immer, die Geschwindigkeit sei nahe am massereicheren Partner immer am größten

Wenn Proxima uns am nähsten steht von den Dreien und er im Moment an seinem weitest entfernten Punkt zu seinen "Geschwistern" steht, würde er sich dann auf uns zu bewegen, wenn er nicht zu dem System gehören würde?

[Bynaus]

Und ich dachte immer, die Geschwindigkeit sei nahe am massereicheren Partner immer am größten

Ja natürlich, die Summe von kinetischer und potentieller Energie muss ja immer gleich gross bleiben, und wenn aufgrund der geringeren Entfernung die potentielle Energie kleiner ist, muss sich der Stern schneller bewegen. Aber dennoch, du kannst an jedem beliebigen Punkt der Bahn die Geschwindigkeit bestimmen, die Entfernung bestimmen und weisst danach gleich, ob der Stern gebunden ist oder nicht.

Wenn Proxima uns am nähsten steht von den Dreien und er im Moment an seinem weitest entfernten Punkt zu seinen "Geschwistern" steht, würde er sich dann auf uns zu bewegen, wenn er nicht zu dem System gehören würde?

Proxima steht nicht exakt am weitesten Punkt seiner Bahn, das war nur so eine erste Näherung. Siehe z.B. hier: http://oklo.org/?p=106
Wenn das so wäre, dann hättest du schon recht, dann sollte er sich logischerweise von uns wegbewegen.

[Skymarshal]

Zitat von Bynaus

Ganz genau...

Man weiss übrigens nicht genau, ob das System wirklich eine Oortsche Wolke (oder einen Kuipergürtel) hat, zumindest die Oortsche Wolke dürfte kaum auszumachen sein auf die Entfernung, wenn wir nicht einmal unsere eigene sehen...

Aus was besteht denn so ein Gürtel(oder Wolke) genau? Aus Ionen oder sowas? Trümmern?

[Spocky]

@ Sky: Aus Eisbrocken, die noch aus der Entstehungszeit des Sonnensystems übrig geblieben sind.