Der Exoplaneten - Thread

[Liopleurodon]

Die Wahrscheinlichkeit zufällig mit einem Planeten zusammen zu krachen dürfte nur unwesentlich höher liegen als die, von einem Riesenweltraum-Wal gefressen zu werden.

Naja, der interstellare Raum ist alles andere als leer. Meteoriten mit wahrscheinlich extrasolarem Ursprung (erschlossen aus Geschwindigkeiten jenseits der Fluchtgeschwindigkeit der Sonne) wurden schon beobachtet.

Auch wenn man nicht direkt mit einem Planeten kollidiert, so würde doch selbst bei einem Vorbeiflug die Anziehungskraft des Planeten den Kurs des Raumschiffes so sehr stören können, dass die Mission ihr Ziel um hunderte AU verfehlen und dann ihrerseits zu einem gestrandeten interstellaren Objekt werden könnte.

[Dannyboy]

Der interstellare Raum ist schon ziemlich leer. Du musst schon gewaltiges Pech haben, um da in Schwierigkeiten zu geraten. Unser Sonnensystem bewegt sich seit Milliarden von Jahren durch den interstellaren Raum und besonders viele Kollisionen gab es wohl nicht.

[Thomas W. Riker]

Interessant finde ich auch die Schätzung mancher Astronomen, dass es im interstellaren Raum mehr Waisenplaneten als Sterne in der Galaxis geben soll. Offenbar entstehen Planeten sehr bereitwillig, werden dann aber oft aus ihrem Planetensystem hinaus geschleudert. Ein Vorgang, an dem die "heißen Jupiter"-Planeten eine erhebliche Mitschuld haben sollen, da sie auf ihrem langsamen Weg auf engere Umlaufbahnen alle anderen Planeten aus der Bahn werfen sollen.

Für interstellare Missionen relevant wäre es, die Positionen und Bewegungen solcher Planeten im Voraus zu kennen, bevor eine Sonde / ein Raumschiff direkt hinein kracht. Gerade bei relativistischen Geschwindigkeiten kann man Ausweichmanöver ja größtenteils vergessen.

Starke Bahnwechsel von Planeten sind nicht ungewöhnlich.
Man geht ja auch davon aus, das Uranus und Neptun die Bahn getauscht haben. Ebenso könnte z.B. Jupiter Objekte nicht verschlucken *, sondern aus dem Sonnensystem herausschleudern

*Artikel hierüber in: Sterne und Weltraum 12/2012, S. 10


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Thomas W. Riker schrieb nach 2 Minuten und 44 Sekunden:

Die Wahrscheinlichkeit zufällig mit einem Planeten zusammen zu krachen dürfte nur unwesentlich höher liegen als die, von einem Riesenweltraum-Wal gefressen zu werden.

Ich glaube eher an einen Schädelbasis-Bruch durch einen interstellaren Petunientopf.

[Bynaus]

Meteoriten mit wahrscheinlich extrasolarem Ursprung (erschlossen aus Geschwindigkeiten jenseits der Fluchtgeschwindigkeit der Sonne) wurden schon beobachtet.

Meteore, ja: von Staubkörnchen um die 20-50 Mikrometer Durchmesser. Meteoriten (die Steine am Boden) mit interstellarem Ursprung, das wäre eine Sensation.

Man geht ja auch davon aus, das Uranus und Neptun die Bahn getauscht haben.

"Man geht davon aus" ist etwas übertrieben. In den Modellen, die die Migration von Uranus und Neptun nach aussen simulieren, kann es vorkommen, dass die beiden den Platz tauschen, ohne dass das Endergebnis gross anders aussieht. Es ist also wohl möglich, dass es so war, aber wir wissen es nicht. Wir wissen ja nicht mal, ob diese Modelle so stimmen.

[Liopleurodon]

Meteore, ja: von Staubkörnchen um die 20-50 Mikrometer Durchmesser. Meteoriten (die Steine am Boden) mit interstellarem Ursprung, das wäre eine Sensation.

Stimmt. Und dann wäre da noch das Problem der Wiederfindung und Identifikation.

Aber schon mit so kleinen Objekten zu kollidieren wäre bei relativistischen Geschwindigkeiten richtig kritisch. Schon eine Sonde in Richtung Alpha Centauri müsste wohl hunderte oder tausende solcher Einschläge über sich ergehen lassen.

[xanrof]

Vor einiger Zeit hatten wir hier wieder ueber die habitable Zone diskuttiert
(ich zitier mich mal selbst )

Der Begriff "Habitable Zone" meint den Bereich um die Sonne, in dem Wassermolekuele auskondensieren koennen. Das spielt eine Rolle bei der Bildung bestimmter Mineralphasen und bei einigen Reaktionen (Stichworte oxidierende/reduzierende Verhaeltnisse, C/O-ratio, etc.), allerdings nur in der Fruehphase der Bildung unseres Sonnensystems, bevor Zentralstern und Planeten/Monde/Asteroiden sich fertig ausgebildet haben (oder kurz danach) und somit sehr lange bevor Leben in einem System ueberhaupt anfaengt.
Der Begriff "Habitable Zone" (=bewohnbare Zone) ist somit missverstaendlich, da er letztlich nicht umfassend ueber die Bewohnbarkeit eines Planeten oder Mond Auskunft gibt. => Auch ausserhalb der habitablen Zone koennte Leben entstehen!

Theoretisch koennte sich in einem anderen System auch NUR ganz weit aussen Leben bilden, wenn das Objekt nur gross genug ist, und innen ist gar nichts. Wasser (in Form von Eis) kommt auch da hin.
Das Potential, Leben zu erhalten, sollte als eine objektbezogene Eigenschaft definiert werden. Der Kondensationsbereich von Wasser um einen Stern (aka habitable Zone) sollte man diesbzgl ganz weglassen.

So oder so aehnlich dachten sich das wohl auch andere (Unterborn et al) und haben ihre Daten jetzt auf der AGU vorgestellt: Die Rolle der Zusammensetzung des Planeten und die Faehigkeit, Leben zu erhalten. Hintergrund ist die Zerfallswaerme radiogener Elemente im Planeten-Inneren, die einen ausreichend hohen Waermefluss bewirken koennen, um fluessiges Wasser auch weit ausserhalb der sog. "habitablen Zone" zu erzeugen.

Mehr Spielraum für lebensfreundliche Welten | Scienceticker Astro – aktuelle Nachrichten zur Astronomie und Raumfahrt
Der offizielle Abstract auf der AGU-Seite ist leider nur sehr kurz (kein Wunder bei 20 000 Teilnehmern), aber da wird vielleicht bald ein Paper kommen!?

Zufaellig passend hierzu auch eine andere Meldung von gestern:
"Scientists Find Ancient Microbes in Antarctic Lake"
Scientists Find Ancient Microbes in Antarctic Lake - NASA Jet Propulsion Laboratory

This discovery of life existing in one of Earth's darkest, saltiest and coldest habitats is significant because it helps increase our limited knowledge of how life can sustain itself in these extreme environments on our own planet and beyond.
(...)
The results could help explain the potential for life in other salty, cryogenic environments beyond Earth, such as purported subsurface aquifers on Mars.

[Bynaus]

Hintergrund ist die Zerfallswaerme radiogener Elemente im Planeten-Inneren, die einen ausreichend hohen Waermefluss bewirken koennen, um fluessiges Wasser auch weit ausserhalb der sog. "habitablen Zone" zu erzeugen.

Wie jeder Prozess, der die HZ nach aussen erweitert, ist auch dieser fähig, sie innen zu beschneiden. Klar kann ein hoher Wärmefluss zu flüssigem Wasser weiter draussen führen - aber derselbe hohe Wärmefluss kann auch allfällige Ozeane innerhalb der klassischen HZ verdampfen.

So gibt es z.B. die Idee, dass Super-Erden knochentrocken sein könnten, weil sie am Anfang viel zu heiss sind (einen zu hohen Wärmefluss aufweisen), um Oberflächenozeane zu bilden. Das Wasser bleibt dann zwar als Dampf in der Atmosphäre, aber dort wird es von der extremen UV-Strahlung, die für junge Sterne typisch ist, schnell gespalten - der Wasserstoff entweicht ins All, der Sauerstoff bleibt zurück, bis der "potentielle" Ozean sich ganz verflüchtigt hat. Selbst wenn der Wärmefluss dann später auf einen Wert zurückfällt, der Oberflächenwasser zulässt - das Wasser ist dann einfach nicht mehr da.

[xanrof]

@Bynaus: So isses. Deshalb sollte man eben den Begriff "habitable Zone" in der Exobiologie nicht mehr verwenden, es macht einfach kaum Sinn.
Besser waere es eben, fuer jedes Objekt die Faehigkeit, Leben zu erhalten, gesondert festzustellen.

[irony]

der Wasserstoff entweicht ins All

Wie hoch muss die Schwerkraft eines Planeten sein, damit das unterbleibt? Außerdem gibt es doch durch den Sonnenwind einen Strom von Protonen. Müsste sich da bei einer bestimmten Atmosphäre nicht auch Wasserstoff an andere Bestandteile anlagern können? Auf dem Mond entsteht so ja auch Wasser, nur hat der eben keine Atmosphäre, aber es bleibt etwas H hängen.

[xanrof]

Ich wollte noch hinzufuegen: Das gab es letzte Woche auch eine Meldung von Merkur ueber Daten, die als Wassereis und komplexe organisches Molekuele interpretiert werden:

The new observations from MESSENGER support the idea that ice is the major constituent of Mercury's north polar deposits. These measurements also reveal ice is exposed at the surface in the coldest of those deposits, but buried beneath unusually dark material across most of the deposits. In the areas where ice is buried, temperatures at the surface are slightly too warm for ice to be stable.
"Everywhere on Mercury we predict it's cold enough that there could be ice, Messenger finds bright deposits," said Siegler. "Where it is slightly warmer, and where ice should only be stable underground, we find a dark material, darker than anything else we've seen on Mercury."
The dark material is likely a mix of complex organic compounds delivered to Mercury by the impacts of comets and volatile-rich asteroids, the same objects that likely delivered water to the innermost planet.

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2012-378

Merkur liegt ausserhalb der "habitablen Zone" unseres Systems, und zwar auf der sonnenzugewandten Seite!

Bei der ganzen Curiosity-Hysterie ist das leider etwas untergegangen, dabei finde ich diese Meldung viel spannender.
Letztlich hat man auf Merkus das gefunden, was man auf dem Mars bisher vergeblich gesucht hat!

[Bynaus]

Wie hoch muss die Schwerkraft eines Planeten sein, damit das unterbleibt?

Das ist schwierig zu sagen: es hängt von der Schwerkraft UND der Temperatur der Exosphäre ab. Letzteres wiederum hängt von einer Reihe von Faktoren ab, u.a. der Zusammensetzung der Atmosphäre, deren Wassergehalt, der Aktivität des Sterns, dessen Strahlenspektrum etc. Die Exosphäre der Erde ist ca. 1000 K heiss, was dazu führt dass die Erde alles Wasser, das durch die stratosphärische "Kältefalle" nach oben sickert, verliert (was zum Glück - wegen ebendieser Kältefalle - nur ein sehr geringer Anteil ist). Wäre die Exosphäre hingegen so kühl wie der Boden, könnte die Erde Wasserstoff mit ihrer Gravitation behalten.

Auf dem Mond entsteht so ja auch Wasser, nur hat der eben keine Atmosphäre, aber es bleibt etwas H hängen.

Ja - "etwas" ist hier das Schlüsselwort. Dazu kommt, dass ein globales Magnetfeld, das man ja aus anderen Gründen gern haben möchte, ebendiesen Wasserstoff von der Super-Erde fernhalten wird.

[irony]

Ja - "etwas" ist hier das Schlüsselwort. Dazu kommt, dass ein globales Magnetfeld, das man ja aus anderen Gründen gern haben möchte, ebendiesen Wasserstoff von der Super-Erde fernhalten wird.

Protonen müssten doch entlang der magnetischen Feldlinien zu den magnetischen Polen geführt werden und in die Nähe der Oberflläche gelangen. Je stärker das Feld ist, um so mehr davon.

Haben die Super-Erden flüssige Eisen-Nickel-Kerne, oder gibt es da andere Varianten?

[Bynaus]

Protonen müssten doch entlang der magnetischen Feldlinien zu den magnetischen Polen geführt werden und in die Nähe der Oberflläche gelangen.

Einige, ja. Die meisten werden darum herum geleitet, weil die "Löcher" an den Magnetfeldpolen relativ klein sind.

Haben die Super-Erden flüssige Eisen-Nickel-Kerne, oder gibt es da andere Varianten?

Oh - das hatte ich gar nicht bedacht in meiner Antwort oben. Die Frage wird derzeit heiss diskutiert. Es gibt Forschungsgruppen, die sagen, dass Supererden keine Magnetfelder haben können, wie die Erde eines hat. Es gibt aber auch andere Gruppen, die Alternativen und/oder Einwände vorgeschlagen haben...

[Slowking]

Oh - das hatte ich gar nicht bedacht in meiner Antwort oben. Die Frage wird derzeit heiss diskutiert. Es gibt Forschungsgruppen, die sagen, dass Supererden keine Magnetfelder haben können, wie die Erde eines hat. Es gibt aber auch andere Gruppen, die Alternativen und/oder Einwände vorgeschlagen haben...

Ist es im Endefekt nicht egal ob eine Supererde ein Magnetfeld wie die Erde haben würde? Sobald ein Planet eine ausreichend dichte Atmosphäre hat, was bei Supererden ja nun der Fall wäre, bilden sich, bei auftreffendem Sonnenwind, doch Magnetfeldlinien, die eine vergleichbare Abschrimung bieten, afaik.

[xanrof]

@Slowking:

Ist es im Endefekt nicht egal ob eine Supererde ein Magnetfeld wie die Erde haben würde?

Egal wofuer? Fuer z.B. die Frage nach Leben ist es nicht egal.

Sobald ein Planet eine ausreichend dichte Atmosphäre hat, was bei Supererden ja nun der Fall wäre, ...

Supererden (also schwere Gesteinsplaneten) muessen nicht zwingend eine Atmosphaere haben (auch wenn es wahrscheinlich ist).
Ist der Planet relativ nahe an seinem Stern, werden die Atmosphaerengase schneller erodiert.

bilden sich, bei auftreffendem Sonnenwind, doch Magnetfeldlinien, die eine vergleichbare Abschrimung bieten,

Warum sollte sich ein starkes Magnetfeld bilden, wenn solare Partikel auf Gase treffen?
Ausserdem geht es bei einem Magnetfeld doch gerade darum, den Sonnenwind abzuschirmen.