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Leben auf fernen Monden möglich

10. Januar 2013. Auf der Suche nach einer zweiten Erde im Universum haben Astronomen nun Monde um Planeten außerhalb des Sonnensystems ins Visier genommen. Welche Bedingungen erfüllt sein müssen, um Leben auf diesen sogenannten Exomonden zu ermöglichen, konnten René Heller vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam und Rory Barnes von der Universität Washington und dem NASA Astrobiology Institute jetzt zeigen.
Leben auf fernen Monden möglich

Visualisierung zweier Exomonde auf ihrer Umlaufbahn um den Mutterplaneten. (Credits: R. Heller, AIP)

Die größte Wahrscheinlichkeit für Leben gibt es ihren theoretischen Überlegungen nach auf erdgroßen Monden um jupiterähnliche Gasriesen. Die Studie wird in der Januar-Ausgabe der Fachzeitschrift Astrobiology veröffentlicht. Rund 850 extrasolare Planeten (Planeten außerhalb des Sonnensystems) sind bekannt, jedoch handelt es sich bei diesen fast ausschließlich um unbewohnbare Gasriesen. Nur ein Bruchteil der entdeckten Exoplaneten hat eine feste Oberfläche und nur sechs dieser Planeten sind potentiell bewohnbar. Um bewohnbar zu sein, müssen Planeten in der sogenannten „habitablen Zone“ um den Mutterstern liegen. Nur in diesem Abstandsbereich ist eine moderate Aufheizung des Planeten und damit eine lebensfreundliche Temperatur möglich. Den sechs festen, potentiell bewohnbaren Exoplaneten stehen über 100 Entdeckungen von Gasriesen in der habitablen Zone ihrer Muttersterne gegenüber. Heller und Barnes haben sich daher mit der Frage beschäftigt, ob erdgroße Monde dieser Gasriesen bewohnbar sein könnten.

In vielerlei Hinsicht werden sich die klimatischen Voraussetzungen auf Exomonden fundamental von denen auf Exoplaneten unterscheiden, da Exomonde, analog zum Erdmond, ihrem Planeten stets dieselbe Seite zuwenden. Auch dass Monde anders als Planeten zwei Lichtquellen am Himmel haben, hat Einfluss auf das Klima und damit die Habitabilität der Monde. Die Einstrahlung eines Jupiter-großen Planeten könnte Nächte auf einem Mond taghell machen, solange man sich auf der dem Planeten zugewandten (der „proplanetaren”) Seite des Mondes befinde. In der Mittagszeit würde es zudem zur „täglichen Sonnenfinsternis“ kommen, wenn sich der Planet vor den Stern schiebt und seinen Mond in Finsternis taucht. Auf der Rückseite solcher Monde, der „antiplanetaren” Hemisphäre, gäbe es hingegen während des Umlaufs des Trabanten um den Planeten zeitweise überhaupt keine Einstrahlung.

Ein weiteres Kriterium für die Bewohnbarkeit von Monden ist das Phänomen der Gezeitenheizung. Exomonde sind durch Gezeiten an ihre Planeten gekoppelt und werden dadurch einen sehr viel kürzeren Tag-Nacht-Rhythmus als die Planeten selbst haben. Die Gezeitenheizung wird durch die Nähe des Mondes zu seinem Planeten bestimmt. Monde, die ihren Planeten sehr nahe sind, werden durch Gezeiten extrem aufgeheizt und somit unbewohnbar. Für erdgroße, habitable Monde haben die Wissenschaftler daher einen Mindestabstand vom Mutterplaneten hergeleitet: die „habitable Kante“, in Analogie zum Konzept der habitablen Zone. Damit kann zukünftig die Bewohnbarkeit von Exomonden bewertet werden.

Die erste Entdeckung eines Exomondes könnte in nicht allzu ferner Zukunft  gelingen. Mit seiner extrem hohen Empfindlichkeit kann das 2009 gestartete NASA-Weltraumteleskop Kepler prinzipiell erdgroße Monde um Gasriesen aufspüren. Seit 2012 läuft die erste exklusive Kampagne zur Suche nach Exomonden mit Kepler.

Veröffentlichung:

R. Heller, R. Barnes: Exomoon habitability constrained by illumination and tidal heating. (Preprint) In: Astrobiology, issue 01/2013.

Weiteres Material:

  • The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK) am Centre for Astrophysics der Harvard University.
  • Übersicht Exoplaneten (Credits: PHL@UPR Arecibo)
  • Video: Möglichkeit zur Entdeckung von Exomonden in Kepler-Daten mithilfe der Transit-Methode (Credits: Alex Parker).

 

Wissenschaftlicher Kontakt: Dr. René Heller, 0331-7499-683, rheller@aip.de
Pressekontakt: Dr. Gabriele Schönherr / Kerstin Mork, 0331-7499-469, presse@aip.de

Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) beschäftigt sich vorrangig mit kosmischen Magnetfeldern und extragalaktischer Astrophysik. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Entwicklung von Forschungstechnologien in den Bereichen Spektroskopie, robotische Teleskope und E-Science. Seinen Forschungsauftrag führt das AIP dabei im Rahmen zahlreicher nationaler, europäischer und internationaler Kooperationen aus. Das Institut ist Nachfolger der 1700 gegründeten Berliner Sternwarte und des 1874 gegründeten Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam, das sich als erstes Institut weltweit ausdrücklich der Astrophysik widmete. Seit 1992 ist das AIP Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft