Studie engt Ziele des James-Webb-Weltraumteleskops ein

Mit dem ersten Artikel, der alle bekannten Informationen über Planeten wie die Venus jenseits unseres Sonnensystems zusammenstellt, sind Wissenschaftler der Suche nach einem Analogon des „Zwillings“ der Erde so nahe wie nie zuvor.

Wenn es ihnen gelingt, eines zu lokalisieren, könnte es wertvolle Einblicke in die Zukunft der Erde und unser Risiko geben, ein außer Kontrolle geratenes Treibhausklima zu entwickeln, wie es die Venus tat.

Wissenschaftler, die das Papier geschrieben haben, begannen mit mehr als 300 bekannten terrestrischen Planeten, die andere Sterne umkreisen, sogenannte Exoplaneten. Sie kürzten die Liste auf die fünf, die der Venus in Bezug auf ihre Radien, Massen, Dichten, die Formen ihrer Umlaufbahnen und, was vielleicht am wichtigsten ist, die Entfernung von ihren Sternen am ehesten ähneln.

Das Papier, veröffentlicht In Das Astronomische Journalordneten auch die Venus-ähnlichsten Planeten in Bezug auf die Helligkeit der Sterne, die sie umkreisen, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass das James-Webb-Weltraumteleskop informativere Signale bezüglich der Zusammensetzung ihrer Atmosphären erhalten würde.

Die heutige Venus schwebt in einem Nest aus Schwefelsäurewolken, hat kein Wasser und weist Oberflächentemperaturen von bis zu 900 Grad Fahrenheit auf – heiß genug, um Blei zu schmelzen. Mit dem Webb-Teleskop zur Beobachtung dieser möglichen Venus-Analoga oder „ExoVenusen“ hoffen Wissenschaftler zu erfahren, ob die Dinge für unsere Venus jemals anders waren.

„Eine Sache, die wir uns fragen, ist, ob die Venus einmal bewohnbar gewesen sein könnte“, sagte Colby Ostberg, Hauptautor der Studie und Ph.D. Student. „Um dies zu bestätigen, wollen wir uns die kühlsten Planeten am äußeren Rand der Venuszone ansehen, wo sie weniger Energie von ihren Sternen bekommen.“

Die Venus Zone ist ein Konzept vorgeschlagen vom UCR-Astrophysiker Stephen Kane im Jahr 2014. Es ähnelt dem Konzept einer bewohnbaren Zone, einer Region um einen Stern, in der flüssiges Oberflächenwasser existieren könnte.

„In der Venuszone wäre es zu heiß, um Wasser zu haben, aber nicht heiß genug, dass die Atmosphäre des Planeten abgezogen wird“, erklärte Ostberg. „Wir wollen Planeten finden, die noch signifikante Atmosphären haben.“

Es ist auch wichtig, einen Planeten zu finden, der der Venus in Bezug auf die Planetenmasse ähnelt, da die Masse beeinflusst, wie lange ein Planet in der Lage ist, ein aktives Inneres aufrechtzuerhalten, wobei die Bewegung von Gesteinsplatten über seine äußere Hülle als Plattentektonik bekannt ist.

„Die Venus hat 20 % weniger Masse als die Erde, und daher glauben Wissenschaftler, dass es dort möglicherweise keine tektonische Aktivität gibt. Daher hat es die Venus schwer, Kohlenstoff aus ihrer Atmosphäre zu entfernen“, erklärte Ostberg. „Der Planet kann es einfach nicht loswerden.“

Ein weiterer Aspekt eines aktiven Planeteninneren ist die vulkanische Aktivität, und erst in diesem Monat aufgedeckte Beweise deuten darauf hin, dass es auf der Venus immer noch aktive Vulkane gibt. „Die große Anzahl von Venus-Analoga, die in unserem Artikel identifiziert wurden, wird es uns ermöglichen zu testen, ob eine solche vulkanische Aktivität die Norm unter ähnlichen Planeten ist oder nicht“, sagte Kane, der die Studie mitverfasste.

Das Forschungsteam schlägt die in der Veröffentlichung identifizierten Planeten als Ziele für das Webb-Teleskop im Jahr 2024 vor. Webb ist das teuerste und fortschrittlichste Beobachtungsinstrument, das jemals entwickelt wurde, und wird es Wissenschaftlern ermöglichen, nicht nur zu sehen, ob die Exovenusen Atmosphären haben, sondern auch, welche sie haben. wieder aus.

Die Webb-Beobachtungen könnten Biosignaturgase in der Atmosphäre einer ExoVenus aufdecken, wie Methan, Methylbromid oder Lachgas, die das Vorhandensein von Leben signalisieren könnten.

„Der Nachweis dieser Moleküle auf einer ExoVenus würde zeigen, dass bewohnbare Welten in der Venuszone existieren können, und die Möglichkeit einer gemäßigten Periode in der Vergangenheit der Venus verstärken“, sagte Ostberg.

Diese Beobachtungen werden durch die beiden bevorstehenden NASA-Missionen zur Venus ergänzt, bei denen Kane eine aktive Rolle spielen wird. Die DAVINCI-Mission wird auch Gase in der Venusatmosphäre messen, während die VERITAS-Mission 3-D-Rekonstruktionen der Landschaft ermöglichen wird.

All diese Beobachtungen führen zu der ultimativen Frage, die Kane in vielen seiner Arbeiten stellt, die versuchen, die Divergenz Erde-Venus im Klima zu verstehen: „Ist die Erde seltsam oder ist die Venus die seltsame?“

„Es könnte sein, dass sich der eine oder andere auf ungewöhnliche Weise entwickelt hat, aber das ist schwer zu beantworten, wenn wir in unserem Sonnensystem nur zwei Planeten zu analysieren haben, Venus und Erde. Die Exoplaneten-Erkundung wird uns die statistische Aussagekraft geben, das zu erklären Unterschiede, die wir sehen“, sagte Kane.

Wenn sich herausstellt, dass die Planeten auf der neuen Liste tatsächlich der Venus sehr ähnlich sind, würde das zeigen, dass das Ergebnis der Evolution der Venus üblich ist.

„Das wäre eine Warnung für uns hier auf der Erde, denn die Gefahr ist real. Wir müssen verstehen, was dort passiert ist, um sicherzustellen, dass es hier nicht passiert“, sagte Kane.