Astronomen haben die habitable Zone um Sterne neu bewertet und festgestellt, dass sie zu eng definiert ist. Auf tidally locked Planeten, die einer Seite stets dem Stern zuwenden, könnte Wärme auf die dunkle Seite transportiert werden und flüssiges Wasser ermöglichen – sogar näher an kühleren M- und K-Zwergsternen als bisher angenommen. Jenseits der äußeren Grenze könnten subglaziale oder intraglaziale Seen unter Eisschichten Wasser bergen. Die Studie, veröffentlicht in The Astrophysical Journal, deutet auf eine viel größere Zahl potenziell lebensfreundlicher Welten hin.

Die habitable Zone gilt als Ring um einen Stern, in dem flüssiges Wasser auf Planetenoberflächen existieren kann. Im Sonnensystem liegt sie etwa zwischen Erden- und Marsbahn. Viele entdeckte Exoplaneten passen jedoch nicht hinein, da sie andere Sterne umkreisen oder zu nah oder fern sind. Die neue Analyse berücksichtigt tidally locked Welten mit permanenter Tag- und Nachtseite. Hier könnte Hitze von der Tagseite auf die Nachtseite strömen und Wasser auf der dunklen Seite erhalten, selbst bei engeren Umlaufbahnen um M- und K-Zwerge.

Konservative Modelle lassen dies nicht zu, doch die Studie zeigt, dass Wärmetransport die Zone erweitert. Dies erklärt Beobachtungen des James-Webb-Teleskops, das Wasserdampf und flüchtige Gase in Atmosphären warmer Super-Earths um M-Zwerge fand – Planeten, die zuvor als zu nah am Stern galten. Außerhalb der Zone könnte Wasser unter Eis verborgen sein, ähnlich wie auf Jupitermond Europa oder Saturnmond Enceladus.

Die Studie verwendet analytische Klimamodelle, um Oberflächentemperaturen auf solchen Planeten zu simulieren. Bei erhöhter Sonnenstrahlung erwärmt sich die Meeresoberfläche, reduziert isolierendes Packeis und verstärkt Wärmeaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre. Dies erlaubt flüssiges Wasser auf der Nachtseite. Jenseits der äußeren Grenze könnten dicke Eisschichten Wasser darunter schützen.

Die Erkenntnisse verändern die Suche nach Leben. Traditionelle Modelle unterschätzen habitables Potenzial, besonders bei M- und K-Zwergen, die häufigste Sterne. Tidally locked Planeten um sie könnten lebensfreundlich sein, trotz enger Bahnen. Die erweiterte Zone erhöht die Zahl kandidatischer Welten erheblich.

Die Studie reflektiert den Wandel in der Exoplanetenforschung. Früher fokussierte man auf erdähnliche Bedingungen, nun berücksichtigt man vielfältige Szenarien. Beobachtungen des Webb-Teleskops unterstützen dies, indem sie Wasserdampf auf nahen Super-Earths nachweisen. Die Analyse integriert Sonnenvariationen, die zonale Winde und Packeisrückzug beeinflussen.

Langfristig könnte dies die Priorisierung von Beobachtungszielen beeinflussen. Planeten jenseits traditioneller Grenzen rücken in den Fokus. Subglaziale Habitate erweitern die Suche auf kalte Welten. Die Studie betont, dass Leben unter Eis möglich ist, wie in antarktischen Seen.

Die Arbeit unterstreicht die Komplexität habitabler Bedingungen. Tidale Verriegelung, einst als Hindernis gesehen, könnte Vorteile bieten. Wärmetransport stabilisiert Temperaturen auf der Nachtseite. Dies eröffnet neue Perspektiven für Astrobiologie und die Suche nach Biosignaturen.

Die Studie könnte Erklärungen für unerwartete Atmosphärenfunde liefern. Sie fordert zu einer Überarbeitung habitabler Modelle auf und erhöht die Chancen, Leben zu finden. Die erweiterte Zone umfasst mehr Systeme, besonders um rote Zwerge. Dies motiviert zukünftige Missionen wie PLATO oder ARIEL der ESA. Die Erkenntnisse integrieren Klimamodelle mit Exoplanetenbeobachtungen und erweitern das Verständnis potenziell bewohnbarer Welten.

Original Paper:

“Exoplanets beyond the Conservative Habitable Zone. I. Habitability” is available in The Astrophysical Journal and can be accessed at https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae21d7
DOI 10.3847/1538-4357/ae21d7
Researchers:
Amri Wandel
Institutions:
The Racah Institute of Physics, Faculty of Science, Hebrew University

Dazu passend:

Astronaut Omics: Was Elon Musk von Daniela Bezdan lernen kann – MedLabPortal

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

Gender-Hinweis. Die in diesem Text verwendeten Personenbezeichnungen beziehen sich immer gleichermaßen auf weibliche, männliche und diverse Personen. Auf eine Doppel/Dreifachnennung und gegenderte Bezeichnungen wird zugunsten einer besseren Lesbarkeit verzichtet.