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EXTRASOLARE PLANETEN
Der schwere Weg zur richtigen Atmosphäre
Redaktion / Pressemitteilung der Österreichischen Akademie der Wissenschaft
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16. März 2012

Nach Ansicht der meisten Astronomen ist es nur noch eine Frage der Zeit, bis tatsächlich ein erdgroßer Planet in der lebensfreundlichen Zone um einen sonnenähnlichen Stern gefunden wird. Doch ist dies dann auch zwangsläufig eine zweite Erde? Sehr wahrscheinlich nicht, meint nun ein Wissenschaftlerteam, das sich mit der Entwicklung der Atmosphären von jungen Planeten beschäftigt hat.

Kepler-22b

Planeten in der habitablen Zone um ihren Stern, hier eine künstlerische Darstellung von Kepler-22b, müssen nicht unbedingt auch eine lebensfreundliche Atmosphäre haben. Bild: NASA / Ames / JPL-Caltech

Der Begriff "erdähnlich" wird heute gerne für einen Exoplaneten benutzt, um es mit der Entdeckung einer weiteren Welt um einen fernen Stern doch noch auf die Wissenschaftsseite der Tageszeitungen zu schaffen. Astronomen haben nämlich inzwischen schon viele hundert Planeten aufgespürt und dank des Weltraumteleskops Kepler gibt es zudem eine Liste mit vielen tausend potentiellen Planeten.

Darunter befinden sich auch zahlreiche Welten, die in der sogenannten habitablen Zone um ihren Zentralstern umlaufen, also in jenem Bereich, in dem Wasser theoretisch in seiner flüssigen Form vorkommen könnte. Manche davon ähneln von der Masse her unserer Erde. In nicht allzuferner Zukunft dürfte man also tatsächlich einen Planeten entdecken, der unserer Erde ähnlich ist - zumindest was seine Umlaufbahn, seinen Radius und seine Masse betrifft.

Doch es wäre voreilig, bei einem solchen erdähnlichen Planeten gleich an eine "zweite Erde", also an einen fast paradiesischen Planeten zu denken, wie man ihn aus Science-Fiction-Filmen kennt. Damit ein Planet tatsächlich unserer Erde gleicht, sind nämlich noch weitaus mehr Voraussetzungen zu erfüllen. Und dass dies nicht immer leicht ist, zeigt eine neue Studie, die gerade im wissenschaftlichen Fachjournal Origins of Life and Evolution of Biospheres erschienen ist.

Kennzeichnend für die Erde ist ihre von Stickstoff dominierte Atmosphäre. Dieses Gas macht rund 78 Prozent unserer "Atemluft" aus. Die Entwicklung solcher Atmosphären sei aber, so das Ergebnis der Wissenschaftler, sehr komplex und beruht auf einer Reihe von Zufällen, die mit der Entstehung von Protoatmosphären und dem darauffolgenden Strahlungsverhalten des Zentralsterns zusammenhängen.

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Deswegen könne man nach gegenwärtigem Wissensstand aus den zahlreichen Entdeckungen von Planeten in der habitablen Zone nicht auf die Häufigkeit von Planeten schließen, die wie die junge Erde eine Stickstoffatmosphäre entwickeln, Ozeane mit flüssigem Wasser beherbergen und Kontinente über Milliarden Jahre aufrecht erhalten.

"Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass viele erdähnliche Planeten, auch wenn sie sich in einer habitablen Zone um ihren Stern befinden, Probleme haben, ihre Wasserdampf- und Kohlendioxid-reichen Uratmosphären in den Weltraum zu verlieren", erklärt Helmut Lammer vom Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, der auch Erstautor des Fachartikels ist. "Stimmen unsere Vermutungen, dann kann man davon ausgehen, dass sich die Atmosphären sehr vieler erdähnlicher Planeten anders als auf der Erde entwickeln. Das Resultat wären entweder Gesteinsplaneten, die von sehr dichten Wasserstoffhüllen umgeben sind, oder Wasserwelten mit Venus-ähnlichen Kohlendioxidatmosphären."

Doch selbst wenn sich auf einer fernen Welt eine Stickstoff-dominierte Atmosphäre entwickeln konnte, würde es noch auf den Zeitpunkt ankommen: Geschähe dies nämlich zu früh, könnte sie auch wieder verloren gehen, abhängig von den Bedingungen auf dem Planeten und dem Strahlungsverhalten des Zentralsterns.

Die österreichischen Wissenschaftler wollen solche und andere Fragestellungen im Rahmen des kürzlich genehmigten Forschungsnetzwerks "Pathways to Habitability" weiter untersuchen (astronews.com berichtete). An dem österreichischen Netzwerk sind auch die Grazer Forscher beteiligt.

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siehe auch
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Extrasolare Planeten: Erdähnliche Planeten überall? - 11. Dezember 2003
Ferne Welten - die astronews.com-Berichterstattung über die Suche nach fernen Planeten
Links im WWW
Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW)
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