Sind Wir Nicht Die Einzige Erde Da Draußen?

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Exoplaneten sind planeten, die andere sterne als unsere sonne umkreisen. Lesen sie über exoplaneten und erfahren sie, wie wissenschaftler exoplaneten mit leben suchen.

Sie stehen in einem ewigen Sonnenuntergang unter einem unheimlichen, rötlich-orangefarbenen Himmel mit dünnen Wolken. Am Rande eines riesigen Meeres erhebt sich langsam ein fester Boden aus dem Wasser und weicht dem bewachsenen Flachland. Die Pflanzen sonnen sich bei Temperaturen von bis zu 40 Grad Fahrenheit (4 Grad Celsius), aber ihre Blätter sind nicht grün - sie sind schwarz und breiten sich weit aus, um die spärliche Energie zu absorbieren, die die Landschaft spült.

Sie sind von Ihrem permanenten Zuhause, einem Außenposten auf der dunklen, erfrorenen Seite des Planeten, in dieses Paradies gekommen. Sie wandern die Hügel des Tieflandes hinunter zum Ufer. Wenn Sie den Horizont betrachten, versprechen Sie, dass Sie im nächsten Jahr die ganze Familie mitbringen, damit sie Farbe, Wärme und Licht genießen können. Dann wird Ihnen klar, dass im nächsten Jahr nur noch 37 Tage vergehen, und Sie fühlen sich plötzlich klein und unbedeutend in einem riesigen, überwältigenden Universum.

Dies könnte deine zukünftige Erde sein. Nicht wirklich.

Die Szene, die wir gerade beschrieben haben, ist eine künstlerische Interpretation dessen, was Gliese 581g - ein potenzieller erdähnlicher Planet, der 2010 entdeckt wurde - so aussehen könnte, als könnten wir die 20,5 Lichtjahre reisen, um dorthin zu gelangen. Zugegeben, Astronomen haben ihre Existenz nicht bestätigt, aber das hat einige nicht davon abgehalten, Computersimulationen durchzuführen, um das Klima und die allgemeine Bewohnbarkeit von 581g vorherzusagen.

Die Modelle deuten darauf hin, dass diese seltsam vertraute Welt, die in nur 37 Tagen um den roten Zwerg Gliese 581 fährt und dabei stets ein Gesicht auf den Stern gerichtet hält, mit Wasser bedeckt sein kann und eine Atmosphäre mit viel Kohlendioxid enthalten kann. Wenn dem so ist, könnte ein Treibhauseffekt die Region, die direkt auf den Wirtsstern gerichtet ist, erwärmen und einen eisbedeckten Planeten mit einer großen Fläche flüssigen Wassers in der Mitte erzeugen, die wie die Iris eines Auges aussieht. Diese "Augapfel-Erde" könnte das Leben unterstützen, einschließlich photosynthetischer Organismen mit schwarzen Pigmenten, die besonders geeignet sind, das schwache Licht zu absorbieren, das durch die dicke Atmosphäre dringt.

Auch wenn sich Gliese 581g als eine Phantasie der Astronomie erweist, ist sie ein Symbol für den größten Triumph der Menschheit: einen bewohnbaren Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu finden. Vor einigen Jahren schien dies ein Traum von Narren und Science-Fiction-Fanatikern zu sein. Dank fortschrittlicher Techniken der Planetenjagd und einiger ernstzunehmender Ausrüstung wie dem Weltraumteleskop von Kepler können Astronomen Tausende von möglichen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems lokalisieren - wie sie es nennen Exoplaneten - und kommen zu einer ernüchternden, beängstigenden Erkenntnis: Das Universum kann mit Milliarden von Planeten gefüllt sein, von denen einige mit Sicherheit der Erde ähneln.

Super-Erden und Goldlöckchen

Die Dinge werden interessant, wenn Astronomen einen Exoplaneten in der Goldilock-Zone finden.

Die Dinge werden interessant, wenn Astronomen einen Exoplaneten in der Goldilock-Zone finden.

Wenn eine andere Erde im Universum existiert, müsste die Erde nicht aussehen? Sicher, aber die Wahrscheinlichkeit, eine blaue Welt genau 7.926 Meilen (12.756 Kilometer) quer und um fast 24 Grad geneigt zu finden, scheint ungefähr so ​​weit entfernt zu sein wie ein Elvis-Presley-Imitator, der in Paillettenleder gut aussieht und eine Melodie besser knurren lässt der König selbst

Es schadet natürlich nicht, hinzusehen, und genau das tun Astronomen. Die Idee ist nicht unbedingt eine exakte Übereinstimmung zu finden, sondern eine enge. Zum Beispiel haben Astronomen mehrere sogenannte "Super-Earths" entdeckt - Planeten, die etwas größer sind als unser Zuhause. Gliese 581g ist ein perfektes Beispiel. Es ist ungefähr dreimal so viel Masse wie die Erde, was es viel besser macht als große Planeten wie Jupiter oder Saturn.

In der Tat sind Giganten wie Jupiter und Saturn bekannt Gasriesen denn sie sind nichts anderes als riesige Kugeln aus Wasserstoff, Helium und anderen Gasen mit wenig oder keiner festen Oberfläche. Gasgiganten bieten mit ihren stürmischen, farbenfrohen Atmosphären spektakuläre Anblicke, aber sie werden nie richtig graben. Kleinere Planeten, einschließlich der Lookalikes der Erde und der Super-Erde, werden viel eher zu Inkubatoren des Lebens. Astronomen bezeichnen diese Pipsqueaks als terrestrische Planeten weil sie Schwermetallkerne besitzen, die von einem felsigen Mantel umgeben sind. Terrestrische Planeten neigen dazu, nahe an ihren Wirtssternen zu bleiben, was bedeutet, dass sie kleinere Umlaufbahnen und viel kürzere Jahre haben.

Auch terrestrische Planeten liegen eher im Goldlöckchen-Zone. Auch als die bewohnbare Zone oder LebenszoneDie Region der Goldlöckchen ist ein Gebiet, in dem ein Planet genau die richtige Entfernung von seinem Heimatstern hat, so dass seine Oberfläche weder zu heiß noch zu kalt ist. Natürlich füllt die Erde diese Rechnung, während Venus in einem außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt brät und Mars als gefrorene, trockene Welt existiert. Dazwischen sind die Bedingungen genau richtig, so dass flüssiges Wasser auf der Oberfläche des Planeten bleibt, ohne zu gefrieren oder in den Weltraum zu verdampfen. Jetzt ist die Suche nach einem anderen Planeten in der Goldilocks-Zone eines anderen Sonnensystems auf der Suche. Und Astronomen haben ein paar Tricks, die sie nicht scheuen.

Wackeln, Dimmen und Aufhellen

Wenn ein Planet sich zwischen seinem Hoststern und der Erde befindet, wie es die Venus auf diesem Bild tut, wird die Helligkeit des Sterns schwächer. Dieses Dimmen ist praktisch, wenn es um die Planetenjagd geht.

Wenn ein Planet sich zwischen seinem Hoststern und der Erde befindet, wie es die Venus auf diesem Bild tut, wird die Helligkeit des Sterns schwächer. Dieses Dimmen ist praktisch, wenn es um die Planetenjagd geht.

Eines der großen Probleme bei der Suche nach Exoplaneten besteht darin, die verdammten Dinge zu entdecken. Die meisten sind einfach zu klein und zu weit weg, um direkt beobachtet zu werden. Unsere auf der Erde basierenden Teleskope können einen fernen Planeten nicht als einen Punkt getrennt von seinem Hoststern auflösen.Zum Glück stehen den Astronomen andere Mittel zur Verfügung, und alle verlangen nach ausgeklügelten Teleskopen, die mit Photometern (einem Gerät zur Messung von Licht), Spektrographen und Infrarotkameras ausgestattet sind.

Die erste Methode, bekannt als Wobble-Methode, sucht nach Änderungen in der Relativgeschwindigkeit eines Sterns, die durch den Gravitationszug eines nahegelegenen Planeten verursacht werden. Diese Schlepper bewirken, dass der Stern auf die Erde zugeht und dann weggeht, wodurch periodische Variationen erzeugt werden, die wir durch Analyse des Lichtspektrums des Sterns erkennen können. Beim Auftreffen auf die Erde werden seine Lichtwellen komprimiert, wodurch die Wellenlänge verkürzt und die Farbe auf die blaue Seite des Spektrums verschoben wird. Wenn es sich von der Erde weg bewegt, breiten sich seine Lichtwellen aus, erhöhen die Wellenlänge und verschieben die Farbe auf die rote Seite des Spektrums. Größere Planeten verstärken das Wackeln ihrer Elternsterne, weshalb diese Technik so effizient ist, Gasriesen zu finden, die ein Vielfaches der Erde sind.

Was können alle Planeten gut machen? Licht blockieren Wenn sich die Umlaufbahn eines Planeten zwischen seinem Mutterstern und der Erde kreuzt, blockiert er einen Teil des Lichts und lässt den Stern dunkler werden. Astronomen nennen dies a Transitund die dazugehörige Planetenjagdtechnik die Versandverfahren. Teleskope, die mit empfindlichen Photometern ausgestattet sind, können große Planeten leicht erkennen, sie können jedoch auch die leichte Abblendung wahrnehmen, die durch ein Objekt in Erdgröße verursacht wird.

Schließlich wenden sich einige Astronomen einer als Mikrolinsen bekannten Technik zu. Mikrolinsen tritt auf, wenn ein Stern genau vor einem anderen Stern vorbeizieht. In diesem Fall wirkt die Schwerkraft des Vordergrundsterns wie eine Vergrößerungslinse und verstärkt die Helligkeit des Hintergrundsterns. Wenn ein Planet den Vordergrundstern umkreist, verstärkt seine zusätzliche Schwerkraft den Verstärkungseffekt. Dies zeigt den Planeten, der für andere Detektionstechniken ansonsten unsichtbar wäre.

Kepler-Kakophonie

Kepler-22 Sternensystem. Denke, wir werden es dort jemals schaffen?

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Eines der bekanntesten Programme der NASA stützt sich bei der Suche nach Exoplaneten auf die Transitmethode. Seit 2009 hat das Weltraumteleskop der Kepler-Mission 170.000 Sterne in einem kleinen Fleckchen Himmel nahe den Sternbildern Cygnus und Lyra vermessen. Sein Hauptinstrument, ein Photometer mit einem Sichtfeld von nur 12 Grad, kann Sternabgleich durch Planeten feststellen, die so klein wie die Erde sind.

Bisher haben seine Beobachtungen die wissenschaftliche Gemeinschaft erschüttert und die Vorstellungskraft der Weltraumfreaks überall angeregt. Insgesamt hat der mächtige Kepler mehr als 3.000 potentielle und bestätigte Planeten identifiziert. Die Bestätigten könnten Einträge in einem Atlas der "Star Wars" -Galaxie sein. Zum Beispiel ist Kepler-16b ein Saturn-großer Planet, der zwei Sterne umkreist, die Heimat Tatooine von Luke Skywalker. Das Kepler-11-System besteht aus sechs Planeten - einige felsige und einige Gasriesen -, die einen einzigen sonnenähnlichen Stern umkreisen.

Die erstaunlichsten Entdeckungen finden jedoch statt, wenn Astronomen die Existenz erdähnlicher Planeten wie die beiden genannten Kepler-20e und Kepler-20f bestätigen. Beide sind terrestrische Planeten, die ungefähr die gleiche Größe wie unsere inneren Planeten haben. Kepler-20e ist etwas kleiner als die Venus und 20f ist etwas größer als die Erde. Leider liegt keine dieser potentiellen Erden in der Goldlöckchen-Zone - beide sind brennende Öfen - und es ist unwahrscheinlich, dass sie kleine grüne Männer oder sogar kleine grüne Mikroben beherbergen. Kepler-22b ist möglicherweise gastfreundlicher. Im Dezember 2011 bestätigt, befindet sich 22b 600 Lichtjahre entfernt und zieht sich in der Goldilocks-Zone eines sonnenähnlichen Sterns ab. Astronomen glauben, dass der Radius des Planeten mehr als doppelt so groß ist wie der der Erde, aber seine Zusammensetzung ist noch nicht festgelegt.

Kepler ist jedoch nicht die einzige Anstrengung, eine Bonanza von beeindruckenden Exoplaneten zu entdecken.

Fülle von Planeten

Keplers Transit-Spotting-Photometer hat zwar 2010 und 2011 Schlagzeilen gemacht, aber andere Techniken und Teams auf der Planetenjagd erzielen nach wie vor gute Ergebnisse. Die Wobble-Methode hat beispielsweise zu einigen aufregenden Entdeckungen geführt. Im April 2007 nutzten europäische Astronomen die Wobble-Methode, um zu diesem Zeitpunkt den erdähnlichsten Planeten zu entdecken.

Der Planet, Gliese 581c, hat einen Durchmesser von 12.000 Meilen (19, 312 Kilometer) oder ist nicht viel größer als die Erde (8.000 Meilen Durchmesser). Es umkreist den gleichen roten Stern wie Gliese 581g, macht aber in nur 13 Tagen der Erde eine vollständige Revolution. Diese kurze Umlaufbahn würde einen Planeten für das Leben zu heiß machen, mit der Ausnahme, dass die Oberflächentemperatur von Gliese 581 1/50 derjenigen unserer Sonne beträgt [Quelle: Than]. Als Ergebnis reicht die Oberflächentemperatur von Gliese 581c von geschätzten 32° F bis 102° F (0° C bis 39° C). Das Forschungsteam, das es entdeckt hat, glaubt, dass es eine entwickelte Atmosphäre hat. Der Planet hat vielleicht nicht nur Wasser - er kann auch vollständig von Ozeanen bedeckt sein.

Im Februar 2012 berichtete ein internationales Wissenschaftlerteam über die Ergebnisse seiner auf Wobble basierenden Forschung, die sich auf GJ 667C konzentrierte, einen Zwergstern der M-Klasse, der mit zwei anderen orangefarbenen Zwergen verbunden ist, die sich etwa 22 Lichtjahre von der Erde entfernt befinden. Die Astronomen hofften tatsächlich, mehr über eine zuvor entdeckte Super-Erde (GJ 667Cb) mit einer Umlaufzeit von nur 7,2 Tagen zu erfahren, aber ihre Beobachtungen führten zu etwas Besserem - GJ 667Cc, einer weiteren Super-Erde mit einer Umlaufzeit von 28 Tage. Der neue Planet, der sich bequem in der Goldilocks-Zone von GJ 667C befindet, empfängt 90 Prozent des Lichts, das die Erde empfängt [Quelle: Stephens]. Das meiste dieses Lichts befindet sich im Infrarotspektrum, das heißt, der Planet absorbiert wahrscheinlich einen höheren Prozentsatz der Energie, die in ihn gelangt.Fazit: GJ 667Cc nimmt möglicherweise die gleiche Energiemenge von seinem Stern auf, die die Erde von der Sonne aufnimmt, und kann als Folge flüssiges Wasser und Leben unterstützen, wie wir es kennen.

Ungefähr zur gleichen Zeit bereitete das GJ 667Cc-Team seine Ergebnisse vor. Ein anderes Team des Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, veröffentlichte die Ergebnisse eines umfangreichen Projekts, das als PLANET (Probing Lensing Anomalies NETwork) Collaboration bekannt ist. Die Ergebnisse, die auf sechs Jahren der Beobachtung von Mikrolinsen beruhten, könnten das Gesicht der Planetenjagd genauso verändern wie die Quantenmechanik die Physik verändert hat. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass es weit mehr erdähnliche Planeten gibt als riesige Gasgiganten. Laut den Autoren der Studie könnte die Milchstraße allein 100 Milliarden Planeten enthalten, von denen 10 Milliarden wahrscheinlich kleine, felsige Welten wären wie unsere inneren Planeten. Etwa 1.500 dieser Planeten könnten sich innerhalb von 50 Lichtjahren von der Erde entfernt befinden. Bedenken Sie, dass die Milchstraße nur eine von Milliarden und Milliarden von Galaxien ist, die durch das Universum geschleudert werden. Es könnte buchstäblich eine unendliche Anzahl von Planeten und eine fast unzählige Anzahl von erdähnlichen Planeten geben.

Die Frage lautet dann: Werden Menschen jemals unter einem außerirdischen Sonnenuntergang stehen oder zwischen schwarzblättrigen Pflanzen wandern? Das hoffen wir sicherlich.


Videoergänzungsan: Dalibor ist Hobbit.




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