Extrasolare Planeten: Leben auf Exomonden möglich?

astronews.com Redaktion

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Könnte sich auch Leben auf Monden entwickelt haben, die um extrasolare Planeten kreisen? Wissenschaftler halten dies für möglich, allerdings dürfte dieses Leben deutlich andere Bedingungen auf seiner Welt vorfinden als auf einem Planeten in der habitablen Zone. Außerdem sollten die Monde einen bestimmten Mindestabstand zu ihrem Mutterplaneten einhalten. (17. Januar 2013)

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norman2306

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Gezeitenheizung bei gebundener Rotation...

"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."

Da passt doch was nicht. Die Gezeitenheizung wirkt nur, wenn sich der Mond nicht in einer gebundenen Rotation befindet oder wenn er, wie z.B. bei Io der Fall, aufgrund von Resonanzeffekten auf eine elliptische Bahn gezerrt wird. Das ist aber wohl kaum der Standard. Die Gezeitenheizung ist ein Reibungseffekt, der durch Formänderung entsteht. Solange der Mond sich in gebundener Rotation befindet und nicht in einer stark elliptischen Umlaufbahn läuft, dürfte die Nähe zum Planeten nur von sekundären Interesse für die Aufheizung sein, da sich der Mond dann nicht mehr wesentlich verformt. Er ist dann ein Ei, dass dem Zentralen Planeten immer die selbe Seite zeigt. Da sollte eher die Roche-Grenze zum tragen kommen. Richtigerweise gehen die Autoren von einer gebundenen Rotation aus, die sich gerade auf Grund der Gezeiten sehr schnell einstellen sollte. Danach ist aber erstmal schluss mit kostenloser Wärmeversorgung.
 

Singularity

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Ich frage mich ob wir als Planetenbewohner eher eine Ausnahme bilden.
Könnte es sein dass bei Monden die Parameter für den habitablen Bereich nicht so sensibel sind wie bei Planeten?
Die Monde erhalten ihre Energie schließlich auch aus der Gezeitenkraft ihres Planeten und statistisch sollte es dann doch mehr Monde als Planeten in einer bewohnbaren Zone geben?
 

Kosmo

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Ich frage mich ob wir als Planetenbewohner eher eine Ausnahme bilden.
Gleich wird dir jemand erklären, dass es wahrscheinlicher ist, dass wir typische Bewohner des Weltalls sind und nicht untypische. Demnach würde die Häufigkeit von intelligentem Leben wahrscheinlich von der Häufigkeit von erdgroßen Planeten in habitabler Zone mit mondgroßem Trabanten um (ruhige) gelbe Zwerge abhängen, die darüber hinaus einen Jupiter im Schlepptau haben und von einer dezenten Menge Asteroiden umgeben sind (um nur einige Eigenschaften zu nennen).
 

Singularity

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Hmmm, du hast natürlich recht, das Leben bei uns hing und hängt von weit mehr Faktoren ab als den oben genannten. Aber darüber spekulieren kann man ja, schließlich weiß man noch nicht besonders viel über Exomonde, oder? z.B. die durchschnittliche Größe / Abstand der Monde um Planeten 5x so groß wie der Jupiter?
 

Kosmo

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Aber darüber spekulieren kann man ja [...]
Na klar. Das war nicht unbedingt meine Meinung. Ich bin überzeugt davon, dass es in unserer Milchstraße irgendwo belebte Monde gibt. Wie weit sich Leben dort entwickeln kann, ist wiederum eine andere Frage.

Echte Mondzivilisationen sind möglicherweise sehr selten. Seeeeehr selten. Möglicherweise.
 

Kickaha

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Hallo norman2306,
Danach ist aber erstmal schluss mit kostenloser Wärmeversorgung.

Da bin ich mir nicht sicher.
Immerhin ist ein Mond im Mindesten in einem Dreikörpersystem (Sonne, Plante, Mond)
Und alleine durch die Sonne, die aus der Sicht des Mondes um den Planeten kreist wird die Bahn des Mondes um den Planeten immer wieder in eine neue, elliptische Bahn gebracht. Nach meiner nicht fundierten Meinung sollte das Ausreichen eine Gezeitenheizung aufrecht zu erhalten.

Somit wird es immer eine Aufheizung geben - und bei zu großer Nähe wird die innere Reibung auch irgendwann zum Absturz führen. Bis dahin wird der Mond vermutlich sehr heiß bleiben.
Andererseits ist eine gemäßigte Aufheizung sehr wünschenswert. Dadurch bleibt auch bei kleineren Monden der Vulkanismus lange erhalten (Siehe IO, eventuell Europa, vermutlich Titan) was einer Biosphäre immer wieder neuen Kohlenstoff und Mineralien liefern könnte.
Auf diese Weise kann auch die habitable Zone um den Stern weit größer sein als bisher angenommen. Wenn dann noch dazu kommt, dass - wie in der Frühphase der Erde der Wasserstoff - ein stärkerer Treibhauseffekt zum Tragen kommt, kann Leben wohl auf vielen Monden weiter draußen als der aktuell angenommenen habitaben Zone auch eine längerfristige Chance erhalten sich weiter zu entwickeln.

Selbstverständlich ist das alles nur Spekulation, bis wir Planeten und Monde finden, auf denen eindeutige Spuren von Leben gefunden wurden.
Das kann auch noch auf einem der Monde um Jupiter oder Saturn passieren.


Namaste
 

Ned Flanders

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Die grosse Frage ist einfach nur wie leben entsteht bzw, welche rahmenbedingungen dafuer notwendig sind. Leben selbst ist vermutlich weit weniger anspruchsvoll da evolutionaere Vorgaenge es an fast alles anpassen koennen. Siehe unseren Planeten. Es ist schon verdammt schwierig einen Koerper auf diesem Planeten Steril zu halten selbst wenn man die denkbar unwirtlichsten lebensraeume schafft.

Daher bin ich fest davon ueberzeugt, dass zaeher schleim relativ haeufig ist. Schoene Frauen hingegen sehr selten.

-- my educated guess als Entwicklungsgenetiker
 

Entro-Pi

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"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."

Da passt doch was nicht. Die Gezeitenheizung wirkt nur, wenn sich der Mond nicht in einer gebundenen Rotation befindet oder wenn er, wie z.B. bei Io der Fall, aufgrund von Resonanzeffekten auf eine elliptische Bahn gezerrt wird. Das ist aber wohl kaum der Standard. Die Gezeitenheizung ist ein Reibungseffekt, der durch Formänderung entsteht. Solange der Mond sich in gebundener Rotation befindet und nicht in einer stark elliptischen Umlaufbahn läuft, dürfte die Nähe zum Planeten nur von sekundären Interesse für die Aufheizung sein, da sich der Mond dann nicht mehr wesentlich verformt. Er ist dann ein Ei, dass dem Zentralen Planeten immer die selbe Seite zeigt. Da sollte eher die Roche-Grenze zum tragen kommen. Richtigerweise gehen die Autoren von einer gebundenen Rotation aus, die sich gerade auf Grund der Gezeiten sehr schnell einstellen sollte. Danach ist aber erstmal schluss mit kostenloser Wärmeversorgung.

Ich würde das andersrum sehen. Die "Gezeitenheizung" ist gerade die Ursache für die gebundene Rotation. Diese tritt ja eigentlich nur ein, weil die Reibung die Rotation des ungebunden rotierenden Mondes verringert. Man könnte also argumentieren, daß viele oder sogar die meisten Monde solch eine Gezeitenheizung zumindest zeitweilig haben/hatten. Theoretisch ist es also möglich, daß da draußen sehr viele Monde unterwegs sind, die um Planeten kreisen welche sich nicht in der habitablen Zone befinden und dennoch über genügend Wärme verfügen, um Leben zu ermöglichen. Und da wir hier in der näheren Umgebung einen haben, der auch nach mehreren Milliarden Jahren noch nicht gebunden rotiert ist es durchaus möglich, daß das da draußen ebenfalls vorkommt.
 

Ugy

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Muss ein Mond denn unbedingt auf der Ebene von Stern und Planet sich um halt diesen drehen?
 

mac

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Hallo Ugy,

in unserem Sonnensystem weichen die Bahnebenen der Planeten (ohne Pluto) um wenige Grad voneinander ab. Merkur, mit rund 7° ist dabei der Spitzenreiter. Die Bahnebenen der Monde wiederum weichen auch wieder von der Bahnebene ihrer Planeten ab. Unser Mond z.B. um rund 5°. Nun ist es aber so, daß die Bahn unseres Mondes immer noch locker in den Radius unserer Sonne passen würde (Sonnendurchmesser knapp 1,4 Millionen km, Mondbahndurchmesser ca. 760000 km.

Es ist also möglich, daß bei solchen Passagen Planet und Mond sich gegenseitig bedecken, dann würde man den (genügend großen) Mond nicht bemerken.
Es ist möglich, daß der Mond während der Passage aus seinem Planetenschatten hervor kommt, das könnte man (bei ausreichendem Kontrast der beiden Signale) sehen.
Es ist möglich, daß Mond und Planet nacheinander ihren Stern für unsere Sichtlinie bedecken und
es kann sein, daß der Mond während der Passage außerhalb unserer Sichtlinie zu seinem Stern vorbei wandert.

In jedem Fall ist es so, daß die Chance einen solchen Mond zu entdecken kleiner ist und das Signal komplizierter zu deuten ist, als nur für den Planeten selbst. Man muß sicher für solche Entdeckungen mehrere Passagen abwarten um sich ein besseres zuverlässigeres Bild machen zu können.

Wie Tom uns vorhin geschrieben hat http://www.astronews.com/forum/show...Suche-nach-der-zweiten-Erde&p=92732#post92732 steht es um Kepler wohl leider nicht sehr gut und ob er sich davon nochmal für eine länger Zeit ‚erholen‘ kann, steht buchstäblich in den Sternen. :(

Herzliche Grüße

MAC

Nachtrag: Wie stark (bis hin zu nahezu senkrecht) die Mondbahnebenen von ihrer Planetenbahebene abweichen können, kannst Du Dir sehr schön im Freeware-Programm Celestia anschauen. http://www.shatters.net/celestia/download.html
 
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TomTom333

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Es ist also möglich, daß bei solchen Passagen Planet und Mond sich gegenseitig bedecken, dann würde man den (genügend großen) Mond nicht bemerken.
Es ist möglich, daß der Mond während der Passage aus seinem Planetenschatten hervor kommt, das könnte man (bei ausreichendem Kontrast der beiden Signale) sehen.

Das ist ja alles ganz schön und RICHTIG, aber den ersten "EXO-Mond" wird man mit der "Zeitvariations-Methode" entdecken (meine Vermutung)
Kepler und sein Rauschen sind für deine Beschreibung nicht GUT genug.
Bei der Zeitvariation kommt der Planet ( Transit ) einfach etwas zu früh.... oder .... zu spät.
Dadurch, dass der umrundende Mond an dem Planeten zieht entsteht diese Zeit"Verzögerung"
Man (n) braucht aber dafür sehr viele Transits die man übereinander legen kann um den Mond aus den Daten zu filtern!

Und JA, das mit Kepler ist sehr schade :(

Tom
 

mac

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Hallo Tom,

Das ist ja alles ganz schön und RICHTIG, aber den ersten "EXO-Mond" wird man mit der "Zeitvariations-Methode" entdecken (meine Vermutung)
Gehen wir mal von einem Gasriesen mit 5 Jupitermassen aus und einem Mond mit Erdmasse in 1E9 m Abstand zu diesem Gasriesen. Die Umlaufzeit = Tageslänge, bei gebundener Rotation würde dann knapp 3 Tage dauern.

Der Schwerpunkt dieses Systems aus 5*Jupiter + erdgroßer Mond läge dann knapp 630 km weg vom Mittelpunkt des Gasriesen.

Schauen wir uns jetzt mal unser Sonnensystem an.

Jeder Körper dieses Sonnensystems beeinflußt die Position unserer Sonne mit seiner Umlaufbahn um diese.

Betrachten wir nur die Planeten incl. Pluto. Jeder von denen hat mit der Sonne einen gemeinsamen Drehpunkt, der um die unten aufgeführten km weit weg vom Mittelpunkt der Sonne liegt:

Merkur: 9,6
Venus: 264
Erde: 447
Mars: 736
Jupiter: 742000
Saturn: 409000
Uranus: 125000
Neptun: 231000
Pluto+Charon: 41,6

Die Zeitvariation beim Transit wird teilweise erheblich stärker durch 5 dieser 9 Körper beeinflußt, als dies durch den Umlauf des erdgroßen Mondes um seinen Gasriesen geschieht. Um sowas rauszurechnen, braucht man sehr viele Umläufe und gerade Planeten wie unsere weit draußen umlaufenden Gasriesen haben dabei einen besonders großen Einfluß und es würde mit Kepler Jahrhunderte dauern, bis man den genau genug kennt.

Kepler und sein Rauschen sind für deine Beschreibung nicht GUT genug.
Für meine Beschreibung (Erdgroßer Mond im Orbit um einen Gasriesen) anscheinend schon, wenn ich die Informationen aus dem Artikel richtig verstehe.

Herzliche Grüße

MAC

Nachtrag: Verwendete Quellen zur Berechnung der Auslenkungen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensystem
http://de.wikipedia.org/wiki/Erde-Mond-Schwerpunkt
http://de.wikipedia.org/wiki/Satellitenorbit
 
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TomTom333

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Hi MAC:

Bitte schau doch einfach mal auf die Seite von HEK :

http://www.cfa.harvard.edu/HEK/publications.html

dort findest du : The Detection and Characterization of a Non-Transiting Planet Through Transit Timing Variations, Science, 336, 1133 [pdf]

und dort findest du :...... As part of the “Hunt for Exomoons with Kepler”
(HEK) project, we report a planetary system with two confirmed planets
and one candidate planet discovered using the publicly available data for
KOI-872. Planet b transits the host star with a period Pb = 33.6 d and exhibits
large transit timing variations indicative of a perturber.

und in dem arxiv :
For transiting planet systems, a companion moon can reveal itself through two categories of observational effects:
Dynamical variations of the host planet.
Eclipse features induced by the moon.
Dynamical effects are measured as perturbations of the
motion of the host planet away from a simple Keplerian
orbit. It is thought that the most observable dynamical
effects will be transit timing and duration variations
(TTV and TDV respectively) (Sartoretti & Schneider
1999; Szab´o et al. 2006; Kipping 2009a,b). Dynamical
effects primarily reveal information about the exomoon
mass.....

Bitte berichtige mich wenn ich hier falsch liege
Tom
 
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mac

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Hallo Tom,

in einem System, in dem es solche großen, weiter außen liegenden Planeten nicht gibt, fallen natürlich auch die Probleme mit ihrem Einfluß weg. Daher: Wir werden sehen, wann und wie der erste Mond entdeckt wird und wir werden sehen, auf welchem Wege die meisten Monde entdeckt werden.

Bis dahin können wir ja beide hoffen, daß Kepler noch etwas durchhält.

Herzliche Grüße

MAC
 

Torsoise

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Hallo Torsoise,

Rechne doch mal aus, ob wenigstens einer von den Beiden bei Saturn bliebe, wenn Saturn nur 1/10 seiner jetzigen Entfernung zur Sonne hätte.

Herzliche Grüße

MAC


OK gerne,

musst mir nur sagen wie man das macht. Habe nähnlich keine Ahnung von solchen Berechnungen (aber dafür nen Taschenrechner!). :eek:


P.S. Ich wusste noch grob das es bei phoebe so war... beim gegencheacken via wikipdedia bin ich dann nich auf Hyperion gestoßen. Ich wollte dich mit meiner Antwort jetzt nicht angreifen oder mich auf irgendeine Disskusions/Meinungs-Seite in diesen tread schlagen.. einfach nur "behilflich" sein.

Bitte/Danke Torsoise
 
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