Pandora könnte real sein
In dem neuen Blockbuster Avatar besuchen Menschen den bewohnbaren und bewohnten Exomond namens Pandora.
Habitable Monde wie Pandora oder der Waldmond aus dem Film Star Wars sind bis jetzt nur ein Markenzeichen der Science Fiktion-Literatur. Mit NASA`s Kepler-Mission wären aber die technischen Möglichkeiten gegeben, ein Objekt in Erdgröße zu entdecken. Die Entdeckung habitabler Monde könnte dann bald wissenschaftliche Realität werden.
Ein neuer Artikel von Lisa Kaltenegger (Smithsonian Institut) zeigt, dass das James Webb Space Teleskope (JWST) in der Lage sein wird, die Atmosphären relativ naher Objekte zu erforschen und die wichtigsten Gase wie Kohlendioxid, Sauerstoff und Wasserdampf zu erkennen. Wenn ein Mond wie Pandora existieren sollte, könnten ihn die Astronomen in der nächsten Dekade möglicherweise finden und seine Atmosphäre studieren.
Bisher wurden von den Astronomen hunderte Planeten in den verschiedensten Umlaufbahnen entdeckt. Es waren aber in erster Linie jupiterähnliche Planeten. Gasplaneten sind leichter zu entdecken können aber kein Leben beherbergen; zumindest nicht Leben wie wir es kennen. Allerdings hoffen manche Wissenschafter schon seit geraumer Zeit, einen Gesteinsmond um einen Gasplaneten zu finden, der lebensfreundlich sein könnte. Voraussetzung wäre, dass des Planeten Umlaufbahn um den Mutterstern in der habitablen Zone verläuft, in der es warm genug wäre, dass flüssiges Wasser existieren könnte. Alle Gasplaneten in unserem Sonnensystem haben Gesteins- und Eismonde. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass fremde Gasplaneten auch solche Monde besitzen. Einige dieser Monde könnten so groß wie die Erde sein und eine Atmosphäre haben.
Kepler sucht mit der Transitmethode nach Planeten. Beim Vorübergang des Planeten vor seinem Mutterstern kommt es zu einer - wenn auch sehr geringen - Abschwächung des Sternenlichts. Ein solcher Tranist dauert nur wenige Stunden und führt vor allem dann zum Erfolg, wenn es eine fast perfekte Ausrichtung von Stern und Planet entlang unserer Sichtlinie gibt. Nur dann kommt es regelmäßig vor, dass der Planet von uns aus betrachtet vor dem Stern vorbeigeht und einen Teil der Sternoberfläche verdunkelt.
Kepler wird Tausende von Sternen beobachten um einige Planeten mit dieser Methode zu finden. Sobald ein fremder, jupiterähnlicher Planet gefunden wurde, können Astronomen nach Monden, bzw nach Exomonden suchen. Eines Mondes Gravitation würde den Planeten entweder beschleunigen oder verlangsamen, je nachdem, ob der Mond sich vor oder hinter dem Planeten während des Transits bewegt. Die daraus resultierenden Zeitdifferenzen während mehrerer Vorübergänge vor dem Stern würde auf die Existenz eines Mondes hindeuten. .
Wenn ein Mond entdeckt werden sollte, wäre die nächste naheliegende Frage: Hat er eine Atmosphäre? Wenn ja, werden diese Gase einen Bruchteil des Sternenlichts während des Transits absorbieren, so dass ein kleiner verräterischer "Fingerabdruck" die Zusammensetzung der Atmosphäre verrät. Für große Welten mit heißen, ausgedehnten Atmosphären ist das Signal zwar stärker, aber erdgroße Monde könnten gut studiert werden wenn die Konditionen stimmen. So müsste zum Beispiel die Distanz zwischen Mond und Planet groß genug sein, damit das Signal eines Mondes während des Transits gemessen werden kann.
Kaltenegger berechnete Bedingungen, welche am besten zur Überprüfung von Atmosphären bei potentiellen Exomonden geeignet wären. Sie ist der Meinung, dass Alpha Centauri A ein hervorragendes Ziel wäre. Dieses Stern-System - das im Film Avator verwendet wird - wäre ein hervorragendes Ziel. Alpha Centauri A ist ein heller sonnenähnlicher Stern, von dem aufgrund seiner geringen Entfernung ein starkes Signal ausgeht, so dass nur wenige Transits erforderlich wären um Wasser, Kohlendioxid und Methan auf einem erdähnlichen Mond wie Pandora zu finden.
Kaltenegger fügte hinzu, dass, wenn der Film Avator keine Vision sondern Wirklichkeit wäre, der Mond mit Hilfe des JWST schon in relativ naher Zukunft beschrieben werden könnte. Alpha Centauri A böte zwar eine verlockende Möglichkeit, aber dennoch wären leuchtschwache, rote Zwergsterne ein besseres Ziel für die Jagd nach bewohnbaren Planeten und Monden. Bei einem roten Zwergstern ist die habitable Zone viel näher beim Stern und die Wahrscheinlichkeit eines Transits daher größer.
Astronomen diskutierten darüber, ob eine gebundene Rotation ein Problem bei roten Zwergsternen wäre. Ein Planet, der nahe genug wäre um in der habitablen Zone zu sein, wäre auch nahe genug beim Stern, so dass er durch dessen Gravitation langsam aber sicher in eine gebundene Rotation gezwungen würde. Eine Seite des Planeten würde dann konstant der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sein, während die andere Seite in ewiger Dunkelheit und Kälte wäre. Ein Exomond in der habitablen Zone bei einem roten Zwergstern hätte dieses Dilemma nicht. Der Mond würde zwar um seinen Planeten gebunden rotieren, aber nicht um den Stern, so dass es einen regelmässigen Tag-Nacht-Zyklus geben würde. Die Atmosphäre des Mondes hätte moderate Temperaturen und damit eine Energiequelle für mögliches Leben.
Kaltenegger meint, dass Exomonde um Gasplaneten möglicherweise lebensfreundlicher sind als gebunden rotierende erdgroße Planeten oder Supererden. Auf jedem Fall sollten wir unser Augenmerk vor allem auf die Suche nach außerirdischen Lebensformen richten.
29. Dezember 2009
Verein Kuffner-Sternwarte
