Der Exoplaneten - Thread

[Rarehero]

In unserer Galaxie könnten bis zu 1 Million erdähnliche Planeten innerhalb der habitablen Zone ihrer Muttergestirne existieren.

Und 70 Millionen erdähnliche Planeten insgesamt, von denen aber die allermeisten mit Sicherheit kein Leben tragen werden (weil sie sich u.A. viel zu nahe an ihren Gestirnen befinden o.Ä.). Auch sind die genannten eine Million erdähnlichen Planeten nicht zwangsläufig Kopien der Erde. Der Mars würde in diesen Beobachtung auch als erdähnlicher Planet erscheinen, aber wir wissen ja bekanntlich, dass der Mars aufgrund von Faktoren, die auch auf viele dieser Planeten zutreffen werden, kein Leben (mehr) beherbergt.

Aber eine Million erdähnliche Planeten in einer geeigneten Entfernung um ihren Stern kreisend. Die können nicht alle oder in einer überwiegenden Anzahl untauglich für Leben sein. Und Monde von Gasriesen, die sich in der habitablen Zone befinden könnten, sind in dieser Hochrechnung noch nicht einmal berücksichtigt.

Weitere interessante Details:
- Kepler hat in gerade mal anderthalb Jahren 1235 mögliche erdähnliche Planeten entdeckt, und dies in einem Gebiet, das nur rund ein Millionstel aller Sterne unserer Galaxie enthält (allerdings muss man auch berücksichtigen, dass die Galaxie eine habitable Zone hat, weshalb nur ein Bruchteil aller Sterne überhaupt geeignet für erdähnliche Planeten, die Leben beherbergen, sein können).
- Entgegen bisheriger Erwartungen scheinen erdähnliche Planeten sehr viel normaler und verbreiteter als Super-Gasriesen zu sein. Von den über 1200 Planeten, die Kepler bisher entdeckt hat, sind kaum 20 Planeten größer als Jupiter. Dem stehen 79 Funde von Planeten mit erdähnlicher Größe gegenüber.


Edit: Ein weiterer Artikel (in Englisch)

[Bynaus]

Wirklich spannende Entdeckungen. Das beste kommt noch, denn ein Planet, der 1 AU von seinem Stern entfernt ist, braucht 3 Jahre, bis er als Kandidat in die Kepler-Liste eingehen kann. Das heisst, wir werden erst Ende 2012, Anfang 2013 soweit sein, dass wir eine "zweite Erde" entdecken könnten.

(allerdings muss man auch berücksichtigen, dass die Galaxie eine habitable Zone hat, weshalb nur ein Bruchteil aller Sterne überhaupt geeignet für erdähnliche Planeten, die Leben beherbergen, sein können)

Diese ist allerdings eher umstritten. Es geht dabei am ehesten noch um die Fähigkeit eines Sterns, Planeten zu bilden. Ist der Stern sehr metallreich, wird seine Scheibe schnell klumpen, und es entstehen früh massive Planeten, die viel Gas aus der Scheibe aufnehmen - also vorwiegend Gasriesen und Superneptune. Zudem stehen die Planeten dann nahe beieinander, was zu Stabilitätsproblemen führen kann. Da in der Galaxis die metallreichen Sterne zum Zentrum hin zu finden sind, gibt es einen Gradienten der Metallizität (Metallhaltigkeit) von innen nach aussen. Kepler hat jetzt in einem Bereich gesucht, in dem in etwa derselbe Metallgehalt zu erwarten ist wie bei uns. Es kann sein, dass wenn ein Nachfolgeteleskop den ganzen Himmel nach dem Vorbild von Kepler durchmustert, sich deutliche Abweichungen zeigen. Aber noch "wissen" wir das nicht, wir können es nur vermuten. Die andere "galaktische Habitable Zone", die den Korotationskreis meinte (dh, die Sonne kreist gleich schnell um das Zentrum wie die Spiralarme, so dass sie selten in supernova-reichen Sterngebieten zu finden ist), wird heute als praktisch unwichtig angesehen.

[Rarehero]

Ah, danke für den Hinweis bezüglich der "habitablen Zone" der Milchstraße. Diese Entwicklung ist an mir vorüber gegangen. Ich wusste bisher nur, dass lediglich ein relativ klar definierter Bereich in einer bestimmten Entfernung zum Zentrum der Milchstraße, überhaupt für Leben in Frage kommen (geeignete Metallizität, relativ ruhig Nachbarschaft etc.).

Das Bild, das einige Sci Fi-Universen, u.A. auch Star Trek, zeichnen - mit Zivilisationen nahe dem galaktischen Kern, kann man aber dennoch als wahrscheinlich unzutreffend annehmen, oder?

[Mondkalb]

Regionen mit großer Sternendichte könnten zumindest für höheres Leben eher ungeeignet sein. Wenn die Sterne dort auch so etwas wie die Oortsche Wolke haben, würde eine große Nähe zu anderen Sternen die Gefahr erhöhen, dass durch Gravitationseinwirkung vorbeiziehender Sterne vermehrt Material aus der Wolke ins Innere des System geschickt werden könnte, was zu häufigeren Einschlägen auf den Planeten führen würde.

Einen guten Überblick über die Anforderungen für lebensfreundliche Planeten liefert der englische Wikipedia-Artikel, eine deutsche Version gibt es leider noch nicht:
Planetary habitability - Wikipedia, the free encyclopedia

Das ist auch noch sehr interessant, mit mehr Abbildungen:
Stars and Habitable Planets

[RononDex]

Erdähnliche Planeten in der habtitablen Zone, doch nicht so selten?

Gerade wurde der folgende Artikel auf Science-Daily veröffentlicht.

Kepler finds evidence of habitable Earth-size planets in Milky Way

Viel Spass beim lesen

[Atahualpa]

Hier auf Deutsch

grenz|wissenschaft-aktuell: Weltraumteleskop Kepler findet zahlreiche erdgroße Planetenkandidaten innerhalb der habitablen Zonen um ferne Sterne

Ja wer weiß, vielleicht gibt es ja mehr Erdähnliche Planeten als man angenommen hat.
Wäre toll wenn man irgendwann nachweisen könnte das es zumindest flüssiges Wasser dort gibt.

[McWire]

Regionen mit großer Sternendichte könnten zumindest für höheres Leben eher ungeeignet sein. Wenn die Sterne dort auch so etwas wie die Oortsche Wolke haben, würde eine große Nähe zu anderen Sternen die Gefahr erhöhen, dass durch Gravitationseinwirkung vorbeiziehender Sterne vermehrt Material aus der Wolke ins Innere des System geschickt werden könnte, was zu häufigeren Einschlägen auf den Planeten führen würde.

Man kann es aber auch andersherum betrachten. Durch die große Sterndichte und der darauf folgenden Gravitationswechselwirkungen kann es auch sein, dass sich um die betreffenden Sterne keine Oort-Wolken ausbilden können, da die Bahnen der Objekte zu instabil sind, sie also schon in der Frühphase der Systeme in die Sterne und auf die Planetisimale/Protoplaneten gelenkt werden.

@ Oort-Wolke
In dem Zusammenhang gibt es in Sterne und Weltraum 02/2010 einen interessanten Artikel. Dort geht man davon aus, dass die Partikel in der Oort-Wolke in der Frühphase der Entstehung des Sonnensystems durch die große Nähe zu den anderen Sternen, welche parallel zur Sonne entstanden sind, ausgetauscht wurden.

Vermutlich wurde durch die Gravitationswechselwirkung viel Material in den interstellaren Raum geschleudert und später von den Sternen wieder neu eingefangen. Darum geht man nach mehreren Computersimulationen auch davon aus, dass die heutige Oort-Wolke zwischen 2/3 und 90% aus Material von anderen Sternen besteht, die im Laufe der Zeit von der Sonne wieder eingefangen wurden.

[Rarehero]

Würde nicht auch u.A. die Gefahr steigen, in einen Gamma Ray Burst zu geraten, je näher man sich dem Zentrum der Galaxie befindet?

[McWire]

Würde nicht auch u.A. die Gefahr steigen, in einen Gamma Ray Burst zu geraten, je näher man sich dem Zentrum der Galaxie befindet?

Nein, eigentlich nicht. Momentan ist ja die Theorie im Umlauf, dass die GRB durch die Kollision von großen kompakten Materiemengen mit einem schwarzen Loch entstehen. Der GRB zeigt ja im wesentlichen nur von den Polen des rotierenden schwarzen Lochs weg. Man hat also überall etwa die gleiche Wahrscheinlichkeit von einem GRB getroffen zu werden, da die Polrichtungen der Schwarzen Löcher vermutlich völlig zufällig verteilt sind.

Allerdings gibt es in der Nähe des galaktischen Zentrums deutlich mehr schwarze Löcher, da es dort mehr kurzlebige Sterne gibt und gab. Man hat also eher eine größere Wahrscheinlichkeit einer Kollision damit.

[Rarehero]

Ok, vielleicht habe ich da was verwechselt. Ich meinte eigentlich, dass die Gefahr, in der Nähe des galaktischen Zentrums, wo sich ja mehr (und größere?) Sterne tummeln sollten als in unserem galaktischen Hinterhof, in die Nähe einer Supernovae zu geraten deutlich größer sein sollte. Und gibts in der Nähe des galaktischen Zentrums nicht auch generell eine sehr viele größere Belastung als in den äußeren Bereichen (durch Supernovae, Sternleichen etc.).

[Bynaus]

Nein, eigentlich nicht. Momentan ist ja die Theorie im Umlauf, dass die GRB durch die Kollision von großen kompakten Materiemengen mit einem schwarzen Loch entstehen.

Hast du eine Quelle dafür? Davon habe ich noch nie gehört.

Ich meinte eigentlich, dass die Gefahr, in der Nähe des galaktischen Zentrums, wo sich ja mehr (und größere?) Sterne tummeln sollten als in unserem galaktischen Hinterhof, in die Nähe einer Supernovae zu geraten deutlich größer sein sollte. Und gibts in der Nähe des galaktischen Zentrums nicht auch generell eine sehr viele größere Belastung als in den äußeren Bereichen (durch Supernovae, Sternleichen etc.).

Die Frage ist, ob es Sternentstehungsgebiete gibt. Da Sterne, die in Supernovae enden, kurzlebig sind (die kleinsten leben ca. ~35 Mio Jahre) kommen sie nicht weit von ihren Sternentstehungsgebieten weg. Während es im Zentrum der Galaxis zwar viele Sterne gibt (vorwiegend alte), gibt es dort eigentlich keine Sternentstehungsgebiete - die befinden sich in den Spiralarmen. Das heisst, Supernovae erwartet man in den Spiralarmen, in der Nähe der Sternentstehungsgebiete. Allerdings sind Supernovae nur gerade bis ca 25 LJ wirklich gefährlich. GRBs sind dramatischer, aber dort muss man, wie von McWire angesprochen, sich direkt über dem gerichteten Strahl des GRBs befinden - in diesem Fall kann das auch noch über 5000 LJ Auswirkungen haben. Deshalb ist die Nähe zu Spiralarmen eigentlich nicht so wichtig, oder gefährlich.
Es gibt Abschätzungen, die besagen, dass die Erde etwa einmal pro 500 Mio Jahre von einem solchen Strahl getroffen wird. Im späten Ordovizium gab es sogar ein Aussterbensereignis, das gut zu dem Muster passt, das man von einem GRB erwartet.

[Rarehero]

Wie schaut es mit der Metallizität aus? Ich habe mal gelernt, dass die Metallizität zum Rande der Galaxie hin abnimmt, weshalb dort bspw. Leben aus Mangel an nötigen Elementen nicht existieren kann.

[McWire]

Hast du eine Quelle dafür? Davon habe ich noch nie gehört.

Naja so habe ich es verstanden.

Der Entstehungsmechanismus liegt in eine Hypernova oder einer Kollision zweier Neutronensterne begründet.

Dabei entsteht ein schwarzes Loch, wobei die kompakte Restmasse zum Teil in das Loch gesogen und zum Teil an den Polen des Loches kegelförmig mit nahezu Lichtgeschwindigkeit hinaus geschleudert wird. Der eigentliche Gammablitz entsteht innerhalb des sich mit fast Lichtgeschwindigkeit bewegenden Plasmas durch Stoßwellen.

[Bynaus]

Wie schaut es mit der Metallizität aus? Ich habe mal gelernt, dass die Metallizität zum Rande der Galaxie hin abnimmt, weshalb dort bspw. Leben aus Mangel an nötigen Elementen nicht existieren kann.

Lies nochmals #66.

@McWire: ja, gut, so kenne ich das auch. GRBs durch Kollisionen von binären Neutronensternen (am Anfang war das ein System mit zwei massiven Sternen, die dann beide zunächst zu Neutronensternen werden, und die sich schliesslich aufeinander zubewegen).

Ob es sowas wie "Hypernovae" wirklich gibt, ist umstritten. Es gibt auch einige Beobachtungen, die sich so deuten liessen, dass Sterne mit mehr als 25 Sonnenmassen einfach "still" (dh, ohne Supernova) zu einem Schwarzen Loch kollabieren.

[McWire]

Lies nochmals #66.

@McWire: ja, gut, so kenne ich das auch. GRBs durch Kollisionen von binären Neutronensternen (am Anfang war das ein System mit zwei massiven Sternen, die dann beide zunächst zu Neutronensternen werden, und die sich schliesslich aufeinander zubewegen).

Ob es sowas wie "Hypernovae" wirklich gibt, ist umstritten. Es gibt auch einige Beobachtungen, die sich so deuten liessen, dass Sterne mit mehr als 25 Sonnenmassen einfach "still" (dh, ohne Supernova) zu einem Schwarzen Loch kollabieren.

Theoretisch müsste die Kollision von einem dichten Objekt wie einem weißen Zwerg oder Neutronenstern mit einem schwarzen Loch den gleichen Effekt haben. Kommt naturgegeben halt seltener vor.

Der Strahlungsmechanismus der Quasare funktioniert ja ähnlich, auch hier sehen wir im Prinzip den Auswurfkegel eines schwarzen Lochs, welches Materie verschlingt.

BTW: Aufgrund dieser beiden Naturphänomene finde ich auch die Idee interessant, Minilöcher als künstliche Energiequelle zu benutzen, wie es die Romulaner in Star Trek tun. Ist nur die Frage, welchen Wirkungsgrad man damit erreichen kann, sprich wieviel % der Materie wird in Energie umgewandelt wird.