Stellen Sie sich einen erdgroßen Planeten vor, der überhaupt nicht erdähnlich ist. Auf der Hälfte dieser Welt herrscht ständiger Tag, auf der anderen Hälfte herrscht ständig Nacht, und sie ist mit aktiven Vulkanen übersät. Astronomen haben diesen Planeten entdeckt.
Der Planet mit dem Namen LP 791-18d umkreist einen kleinen roten Zwergstern, der etwa 90 Lichtjahre entfernt ist. Die vulkanische Aktivität macht die Entdeckung für Astronomen besonders bemerkenswert, da Vulkanismus die Interaktion zwischen dem Inneren und dem Äußeren einer Welt erleichtert.
„Warum ist Vulkanismus wichtig? Er ist die Hauptquelle, die zur Atmosphäre eines Planeten beiträgt, und in einer Atmosphäre könnte es flüssiges Oberflächenwasser geben – eine Voraussetzung für die Erhaltung des Lebens, wie wir es kennen“, sagte Stephen Kane, Astrophysiker von UC Riverside.
Astronomen wussten bereits von zwei anderen Welten in diesem Sternensystem, LP 791-18b und c. Der äußere Planet c ist etwa 2,5-mal so groß wie die Erde und fast neunmal so schwer wie die Erde.
Während jeder Umlaufbahn um den Stern kommen die Planeten c und d sehr nahe aneinander vorbei. Dabei erzeugt die enorme Größe von c einen Gravitationszug, der die Umlaufbahn von Planet d eher elliptisch als perfekt kreisförmig macht. Diese Verformungen der Umlaufbahn erzeugen Reibung, die das Innere des Planeten erhitzt und vulkanische Aktivität an der Oberfläche erzeugt.
Forscher fanden den Planeten mithilfe von Daten des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA und des ausgemusterten Spitzer-Weltraumteleskops. Kane war Teil des Teams, das die ursprünglichen TESS-Beobachtungen durchführte, und er war Mitautor eines Artikels über den neu entdeckten Planeten, der in der Fachzeitschrift veröffentlicht wurde Natur.
Ein weiteres wichtiges Merkmal des Planeten ist, wie in der Arbeit beschrieben, die Tatsache, dass er sich nicht dreht.
„LP 791-18d ist gezeitengebunden, was bedeutet, dass die gleiche Seite seinem Stern ständig zugewandt ist“, sagte Björn Benneke, korrespondierender Co-Autor der Arbeit und Astronomieprofessor am Trottier Institute for Research on Exoplanets an der Universität Montreal.
„Die Tagseite wäre wahrscheinlich zu heiß, als dass flüssiges Wasser an der Oberfläche existieren könnte. Aber die Menge an vulkanischer Aktivität, von der wir vermuten, dass sie überall auf dem Planeten auftritt, könnte eine Atmosphäre aufrechterhalten, die es Wasser ermöglichen könnte, auf der Nachtseite zu kondensieren“, sagte Benneke .
Obwohl die Anwesenheit so vieler ständig ausbrechender Vulkane den Planeten wahrscheinlich unbewohnbar machen würde, bietet ihre Anwesenheit neue Informationen über die Evolution.
„Eine große Frage in der Astrobiologie, dem Bereich, der sich umfassend mit den Ursprüngen des Lebens auf der Erde und darüber hinaus befasst, ist, ob tektonische oder vulkanische Aktivität für das Leben notwendig ist“, sagte Jessie Christiansen, Mitautorin des Artikels und Forschungswissenschaftlerin des California Institute of Technology.
„Diese Prozesse könnten nicht nur eine Atmosphäre schaffen, sondern auch Materialien aufwirbeln, die sonst absinken und in der Erdkruste eingeschlossen würden, einschließlich solcher, die wir für lebenswichtig halten, wie etwa Kohlenstoff“, sagte Christiansen.
Die jüngste Entdeckung aktiver Vulkane auf der Venus zeigt auch, dass Planeten von der Größe der Erde ihre Atmosphäre weiter vergrößern können, mit oder ohne Plattentektonik.
Die Hauptbestandteile vulkanischer Emissionen sind Kohlendioxid und Wasserdampf, Treibhausgase, die dazu beitragen können, den Planeten warm zu halten. „Auf der Venus blieb vulkanisches Kohlendioxid in der Atmosphäre und versetzte den Planeten in einen außer Kontrolle geratenen Treibhauszustand“, sagte Kane.
„Heute liegen die Oberflächentemperaturen auf der Venus bei über 850 Grad Fahrenheit – so heiß wie in einem holzbefeuerten Pizzaofen – und die Chancen, dass es dort Leben gibt, sind gering. Aber das war vielleicht nicht immer so“, sagte er.
„Vulkane könnten ein wichtiger Teil des Puzzles darüber sein, was tatsächlich auf der Venus passiert ist. Planeten wie LP 791-18d können wichtige Erkenntnisse darüber liefern, wie Vulkane im Laufe der Zeit die Planetenumgebungen formen, einschließlich der Venus und der Erde.“
Mehr Informationen:
Björn Benneke, Ein gemäßigter erdgroßer Planet mit Gezeitenerwärmung, der einen M6-Stern durchquert, Natur (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05934-8. www.nature.com/articles/s41586-023-05934-8