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Könnte ein Mars ähnlicher Planet bewohnbar sein, wenn er einen roten Zwergstern umkreist, der kühler und weniger hell ist als unsere Sonne? Neue Berechnungen - basierend auf Daten eines Mars-Orbiters der NASA - legen nahe, dass das Lebensfenster kurz sein würde.

Die Aktivität an diesen roten Zwergsternen könnte die Zeit, in der bewohnbare Bedingungen auf einem Planeten existieren, um einen Faktor von etwa 5 bis 20 verkürzen, so die Forscher. Im schlimmsten Fall könnten extrem aktive Sterne die Bewohnbarkeit um mindestens den Faktor 1.000 verkürzen - kaum eine Zeit, um sich zu etablieren, geschweige denn zu gedeihen.

Die Nachricht kommt im Gefolge einer separaten Studie von Proxima Centauri b, einem felsigen Planeten, der nur vier Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist. Als der Planet im Jahr 2016 entdeckt wurde, waren die Forscher zunächst von Proxima Centauri b begeistert, einem Planeten, der in der bewohnbaren Zone seines Sterns umkreist. Eine neue Studie kam jedoch zu dem Schluss, dass die Bewohnbarkeit schwer zu erreichen ist, da der rote Zwerg, den Proxima Centauri b umkreist, wahrscheinlich die Atmosphäre des Planeten im Laufe der Zeit abgestreift hat.

Zusammengenommen deuten die beiden Studien darauf hin, dass die Idee der Bewohnbarkeit - normalerweise definiert als die Zone um einen Stern, in der flüssiges Wasser auf einem felsigen Planeten existieren kann - neu betrachtet werden muss, da diese Zone durch Faktoren wie die Atmosphäre eines Planeten oder a Stern Aktivität.

"Habitabilität ist eines der größten Themen in der Astronomie, und diese Schätzungen zeigen eine Möglichkeit, das, was wir über Mars und die Sonne wissen, zu bestimmen, welche Faktoren steuern, ob Planeten in anderen Systemen für das Leben geeignet sind", sagte Bruce Jakosky. der Hauptprüfer von MAVEN, der Mission Mars Atmosphere und Volatile Evolution.

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MAVEN umkreist seit September 2014 den Mars und untersucht die Rate des atmosphärischen Verlusts vom Roten Planeten. Der Mars hat kein globales Magnetfeld. Dies bedeutet, dass mit der Zeit geladene Teilchen von der Sonne leichtere Moleküle in der Atmosphäre entfernen können.

Für Mars hätte dieser Prozess verheerende Folgen für das Leben gehabt. Geologische Beweise zeigen, dass Wasser vor Milliarden von Jahren auf der Marsoberfläche geflossen ist. Da Wasser ein wichtiger Bestandteil der Bewohnbarkeit ist, vermuten einige Forscher, dass das Leben in der Vergangenheit gedeihen konnte, aber nur kurz, bis die Atmosphäre zu dünn wurde, um Wasser zu tragen, und die Oberfläche dauerhaft austrocknete.

Eine neue Studie, die am 13. Dezember von MAVEN Co-Investigator David Brain auf der Herbsttagung der American Geophysical Union vorgestellt wurde, nutzt Daten von MAVEN, um bewohnbare felsige Planeten besser zu verstehen, die andere Sterne umkreisen.

Seit MAVEN auf dem Mars angekommen ist, hat sich die Aktivität der Sonne verändert - manchmal erlebt sie Spitzen wie Sonnenstürme, Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe (Auswürfe von Solarteilchen in den Weltraum). MAVEN beobachtete, wie schnell Moleküle aus der Marsatmosphäre entwichen.

Gehirn und seine Kollegen wendeten dann die Daten auf einen theoretischen Mars-großen Planeten am Rand der bewohnbaren Zone eines roten Zwergsterns, der allgemeinsten Art Stern in unserer Galaxie an.

Ein Planet, der einen roten Zwergstern umkreist, muss sich näher an diesen Stern (im Vergleich zu unserer eigenen Sonne) kauern, um genug Licht und Wärme zu bekommen, damit Wasser auf seiner Oberfläche rinnt. Aber das hat seinen Preis: Der hypothetische Planet würde 5 bis 10 mal mehr Ultraviolettstrahlung erhalten als der Mars. Diese Strahlung würde den atmosphärischen Ausbruch mit einer viel höheren Rate beschleunigen als der Mars - 3 bis 5 mal so viele geladene Teilchen und 5 bis 10 mal mehr neutrale Teilchen.

Die geladenen Teilchen würden auch zu einem separaten atmosphärischen Verlustphänomen beitragen, das als Sputtern bezeichnet wird, das auftritt, wenn energiereiche Teilchen in die Atmosphäre einbrechen und Moleküle stören, die einige von ihnen in den Weltraum treiben.

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Aber der Planet würde nur ungefähr die gleiche Menge an thermischer Flucht erfahren, was bei leichteren Molekülen wie Wasserstoff passiert. Thermische Flucht passiert am oberen Rand der Atmosphäre. Auf dem theoretischen Mars-ähnlichen Planeten an einem roten Zwergstern erhöht sich die Rate der thermischen Flucht nur, wenn UV-Strahlung mehr Wasserstoff an die Spitze der Atmosphäre bewegt, fanden die Forscher heraus.

Die Forscher fügten jedoch hinzu, dass ein Planet andere geologische Prozesse haben könnte, die gegen atmosphärische Verluste kämpfen könnten. Vielleicht hat es im Gegensatz zum Mars ein stärkeres Magnetfeld oder eine aktive Geologie, die die Atmosphäre auffüllen könnte. Außerdem können Planeten, die größer als der Mars sind, ihre Atmosphäre aufgrund der stärkeren Schwerkraft besser aufrechterhalten.

Die NASA startet das Weltraumteleskop James Webb im Jahr 2019, das Forschern dabei helfen soll, die Bewohnbarkeit besser zu verstehen. Das Teleskop wird im Allgemeinen riesige Planetenatmosphären näher betrachten, obwohl der Blick auf kleinere, felsige Planeten wahrscheinlich fortschrittlichere Technologien erfordert.

Inzwischen gibt mindestens eine Studie Hoffnung auf einen Planeten, der einen roten Zwergstern umkreist. Ein Erdmassenplanet, Ross 128b, umkreist einen leiseren roten Zwergstern nur 11 Lichtjahre von der Erde entfernt. Eine Studie, die im November veröffentlicht wurde, legt nahe, dass Ross 128b die beste Wette für das Leben in der Nähe von uns sein könnte, da die stellaren Aktivitäten verhalten sind.