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Forum: Offtopic Spiegel online: Forscher entdecken erdähnlichen Planeten


Autor: The Devil (devil_86)
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http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,...

Ist der Spiegel so geil darauf Artikel zu publizieren, auch wenn sie 
noch so schwachsinnig sind?

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Na was stört dich denn daran?

Autor: The Devil (devil_86)
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"[...] durchschnittliche Oberflächentemperatur des Planeten zwischen 
minus 31 und minus 12 Grad Celsius [...]
In anderer Hinsicht ist der Planet der Erde nicht sehr ähnlich: Er rast 
zehnmal so schnell um seinen Stern - eine Umrundung dauert nur 36,6 
Erdentage. Zudem tut er dies in gebundener Rotation: Er zeigt seinem 
Stern immer die gleiche Seite, so wie es auch der Mond gegenüber der 
Erde tut. Bei Gliese 581g hat das zur Folge, dass eine Seite hell und 
heiß, die andere dunkel und kalt ist. Doch im Übergang von Tag- zu 
Nachtseite dürfte es moderate, stabile Temperaturen geben - optimale 
Bedingungen also für die Existenz von flüssigem Wasser und damit für 
Leben."

Sollte eine Atmosphäre vorhanden sein, so wehen im Übergang zwischen 
Tag- und Nachtseite hübsche Winde, also alles andere als optimale 
Bedingungen. Zudem ist der Planet bei den geschätzten 
Durchschnitts-Oberflächentemperaturen wohl ein wenig zu kühl für 
flüssiges Wasser - ist zudem überhaupt schon bekannt, dass es dort 
Wasser, in welchem Aggregatszustand auch immer, gibt?

Mich stört ja nichts an der Entdeckung, jedoch dieses journalistische a 
la "Einer davon weist Ähnlichkeiten zu unserer Erde auf - und ist 
möglicherweise für die Entstehung von Leben geeignet."
Nur weil ein Planet ähnliche Eigenschaften wie die Erde hat heißt das 
noch lange nicht, dass dort (möglicherweise) Leben entsteht. Es reicht 
einfach nicht, dass ein Planet in der habitablen Zone seines 
Zentralgestirns ist - so leicht entsteht kein Planet, wo Leben fähig 
ist, wie die Erde.

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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The Devil schrieb:
> Sollte eine Atmosphäre vorhanden sein, so wehen im Übergang zwischen
> Tag- und Nachtseite hübsche Winde, also alles andere als optimale
> Bedingungen.

Für aquatische Lebensformen kann starker Wind ggf. von Vorteil sein, 
da das Wasser stärker durchmischt wird.

> Zudem ist der Planet bei den geschätzten
> Durchschnitts-Oberflächentemperaturen wohl ein wenig zu kühl für
> flüssiges Wasser - ist zudem überhaupt schon bekannt, dass es dort
> Wasser, in welchem Aggregatszustand auch immer, gibt?

In der Übergangszone wird es auch grosse Bereiche geben, in denen Wasser 
prinzipiell flüssig vorliegen kann. Allerdings ist zu befürchten, dass 
durch die Luftzirkulation zwischen Tag- und Nachtseite im Laufe der 
Jahrmillionen schlussendlich alles vorhandene Wasser auf die Nachtseite 
befördert und dort in Form von Eis gebunden wird.

> Mich stört ja nichts an der Entdeckung, jedoch dieses journalistische a
> la "Einer davon weist Ähnlichkeiten zu unserer Erde auf - und ist
> möglicherweise für die Entstehung von Leben geeignet."

Ack. Das ist vielleicht nichtmal Absicht, sondern beruht auf einer 
Diskrepanz zwischen umgangssprachlichen und astronomischen 
Bezeichnungen. Die meisten Leute denken wohl bei "erdähnlich" an einen 
Planeten, der eben in allen Belangen der Erde recht ähnlich ist, also 
Athmosphäre, Ozeane und Landmassen, vergleichbare Temperaturen etc. hat.

Bei den Planetensuchern bedeutet "erdähnlich" dagegen eigentlich nur, 
dass es sich um einen Gesteinsplaneten mit ähnlichem innerem Aufbau wie 
die Erde handelt. Das muss nichtmal im strengen Sinne überhaupt ein 
Planet sein. Neben Merkur, Venus, Erde und Mars werden im Sonnensystem 
auch noch einige Monde (z.B. unser eigener, aber auch ein paar große 
Monde von Jupiter und Saturn) zu den "erdähnlichen Planeten" gezählt. 
Bei der Mehrzahl davon ist unstrittig, dass es auf diesen nie Leben gab 
oder jemals geben wird (von eventueller menschlicher Besiedelung mal 
abgesehen ;-)).

Andreas

Autor: The Devil (devil_86)
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Andreas Ferber schrieb:
> Für aquatische Lebensformen kann starker Wind ggf. von Vorteil sein,
> da das Wasser stärker durchmischt wird.

Da hast du natürlich vollkommen Recht, daran habe ich nicht gedacht. Der 
Artikel zielt ja nicht eindeutig darauf ab, dass es Landlebewesen geben 
kann/soll.

> In der Übergangszone wird es auch grosse Bereiche geben, in denen Wasser
> prinzipiell flüssig vorliegen kann. Allerdings ist zu befürchten, dass
> durch die Luftzirkulation zwischen Tag- und Nachtseite im Laufe der
> Jahrmillionen schlussendlich alles vorhandene Wasser auf die Nachtseite
> befördert und dort in Form von Eis gebunden wird.

Wird es nicht eher so sein, dass sich durch die Winde das Wasser auf Tag 
und Nacht aufteilt, auf der einen Seite verdunstet (so es denn 
Atmosphäre gäbe) und auf der anderen gefriert?
>
>> Mich stört ja nichts an der Entdeckung, jedoch dieses journalistische a
>> la "Einer davon weist Ähnlichkeiten zu unserer Erde auf - und ist
>> möglicherweise für die Entstehung von Leben geeignet."

> Bei den Planetensuchern bedeutet "erdähnlich" dagegen eigentlich nur,
> dass es sich um einen Gesteinsplaneten mit ähnlichem innerem Aufbau wie
> die Erde handelt. Das muss nichtmal im strengen Sinne überhaupt ein
> Planet sein. Neben Merkur, Venus, Erde und Mars werden im Sonnensystem
> auch noch einige Monde (z.B. unser eigener, aber auch ein paar große
> Monde von Jupiter und Saturn) zu den "erdähnlichen Planeten" gezählt.
> Bei der Mehrzahl davon ist unstrittig, dass es auf diesen nie Leben gab
> oder jemals geben wird (von eventueller menschlicher Besiedelung mal
> abgesehen ;-)).

Da hast du sehr Recht!
Das bringt mich auch gleich zum nächsten Punkt: Magnetfeld. Ohne das 
Magnetfeld bzw. einer entsprechenden Atmosphäre schaut es 
strahlenbelastungstechnisch eher schlecht aus für mögliche Lebewesen.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Die Temperatur schließt Leben nicht aus. Im Boden gibt es sicherlich 
genügend Nischen, in denen sich geschützt zumindest kleine Lebensformen 
bilden können.

Die Erdkruste ist jedenfalls auch in 1000 m Tiefe noch von Bakterien und 
Pilzen besiedelt.

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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The Devil schrieb:
> Wird es nicht eher so sein, dass sich durch die Winde das Wasser auf Tag
> und Nacht aufteilt, auf der einen Seite verdunstet (so es denn
> Atmosphäre gäbe) und auf der anderen gefriert?

Nö, nach meinem Verständnis müsste die Luftzirkulation grob so 
verlaufen, dass am Boden der Wind von der Nacht auf die Tagseite weht, 
und in der Höhe umgekehrt. Die Luft nimmt auf dem Weg am Boden durch die 
Übergangszone etwaige vorhandene Feuchtigkeit auf, um schliesslich auf 
der Tagseite durch Erwärmung aufzusteigen. Auf dem Weg zurück auf die 
Nachtseite wird evtl. ein Teil des Wassers über der Übergangszone wieder 
abregnen, aber eben nicht vollständig. Der Rest des Wassers endet als 
fester Niederschlag auf der Nachtseite und wird dadurch dem Kreislauf 
dauerhaft entzogen, da es aufgrund der gebundenen Rotation dort nie 
wärmer wird.

Im Laufe von Jahrmillionen wird dann irgendwann alles an der Oberfläche 
vorhandene Wasser auf der Nachtseite gesammelt als Eis vorliegen.

> Das bringt mich auch gleich zum nächsten Punkt: Magnetfeld. Ohne das
> Magnetfeld bzw. einer entsprechenden Atmosphäre schaut es
> strahlenbelastungstechnisch eher schlecht aus für mögliche Lebewesen.

Auch das ist für aquatische Lebensformen eher nebensächlich, ein paar 
zehn Meter Wasser schirmen besser ab als hunderte Kilometer Luft.

Für Landlebewesen wiederum ist was den Strahlungsschutz angeht das 
Magnetfeld ebenfalls nebensächlich, wenn eine Athmosphäre mit 
vergleichbarer (oder höherer) Dichte wie die der Erde existiert. Es ist 
zwar richtig, dass derzeit auf der Erde das Magnetfeld den Großteil 
der geladenen Teilchen in der kosmischen Strahlung abhält, bevor sie die 
Athmosphäre erreichen. Man weiss aber inzwischen aus Experimenten und 
Computersimulationen, dass die obersten Athmosphärenschichten auf einem 
Planeten ohne Magnetfeld diese Teilchen mindestens genauso effektiv 
aufhalten können. Bei ungeladenen Teilchen hat das Magnetfeld sowieso 
keinen Einfluss.

Mit anderen Worten: die Bedeutung des Erdmagnetfeldes für das Leben auf 
der Erde wird von der Allgemeinheit nach derzeitigem Kenntnisstand 
ziemlich überbewertet.

Andreas

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Andreas Ferber schrieb:
> Der Rest des Wassers endet als
> fester Niederschlag auf der Nachtseite und wird dadurch dem Kreislauf
> dauerhaft entzogen, da es aufgrund der gebundenen Rotation dort nie
> wärmer wird.

Eis kann sublimieren und steht dann dem Kreislauf wieder zur Verfügung.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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The Devil schrieb:
> Nur weil ein Planet ähnliche Eigenschaften wie die Erde hat heißt das
> noch lange nicht, dass dort (möglicherweise) Leben entsteht.
[ ] Du hast Ahnung von Astrophysik und dem Ganzen durmherum.

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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Uhu Uhuhu schrieb:
> Eis kann sublimieren und steht dann dem Kreislauf wieder zur Verfügung.

Das hilft nicht. Die Luft kann maximal bis zu einer relativen Feuchte 
von 100% Wasser aufnehmen, egal ob durch Verdunstung oder Sublimation. 
Je höher die Temperatur, desto mehr Wasser kann die Luft aufnehmen, bzw. 
bei einer gegebenen Menge Wasserdampf sinkt mit steigender Temperatur 
die relative Feuchte.

Da die Bereiche, in denen das Eis sich sammelt, den kältesten Teil des 
Kreislaufes darstellen, sorgt das Sublimationsgleichgewicht mit dem Eis 
zwar dafür, dass die Luftfeuchte in den anderen Bereichen nie ganz auf 0 
zurückgehen wird, dieses Wasser kann aber unter keinen Umständen in den 
wärmeren Bereichen als Niederschlag fallen, und steht damit dort auch 
nicht für Lebewesen zur Verfügung.

Direkt über dem Eis mag die relative Feuchte durchaus bis zu 100% 
betragen. Auf dem Weg in die wärmeren und trockenen Gebiete steigt die 
Temperatur aber logischerweise, daher sinkt ohne Wasserzufuhr die 
relative Feuchte. Sie erreicht erst dann wieder 100% (Bedingung für 
Niederschlag), wenn die Luft die Eisregionen wieder erreicht hat.

Andreas

Autor: The Devil (devil_86)
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Uhu Uhuhu schrieb:
> Die Temperatur schließt Leben nicht aus. Im Boden gibt es sicherlich
> genügend Nischen, in denen sich geschützt zumindest kleine Lebensformen
> bilden können.
>
> Die Erdkruste ist jedenfalls auch in 1000 m Tiefe noch von Bakterien und
> Pilzen besiedelt.

Da muss das Innere des Planeten aber wärmer sein, was bei der Erde der 
Fall ist. Aber nicht jeder Planet "lebt" im Inneren so wie es die Erde 
tut ;-)


Zum Magnetfeld: Nun, die Ionosphäre ist tatsächlich in der Lage, uns 
Menschen vor den Strahlen der Sonne zu schützen, so wie es das 
Erdmagnetfeld tut. Wäre sie das nicht, dann wären wir nicht hier, 
immerhin kippt (wechselt) das Magnetfeld ja periodisch.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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The Devil schrieb:
> Da muss das Innere des Planeten aber wärmer sein, was bei der Erde der
> Fall ist.

Dafür sorgt schon der radioaktive Zerfall und deswegen dürfte das bei 
der Sorte Planeten, um die es hier geht, die Regel sein.

> Aber nicht jeder Planet "lebt" im Inneren so wie es die Erde tut ;-)

Es geht nur um die, die sich in der Lebenszone eines Sonnensystems 
befinden ;-)

Wenn hinreichend lange Umweltbedingungen bestehen, die Leben 
ermöglichen, dann wird sich wohl auch welches bilden. Wie hoch 
entwickelt es gerade ist, ist eine andere Frage.

Auf jeden Fall ist dieser Exoplanet hinreichend weit weg, daß wir 
niemals erfahren werden, ob es dort grüne Männchen gibt, oder nicht.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Hmm, wie weist man anhand der Bewegungen des Zentralgestirns eine 
gebundene Rotation eines Planeten nach?

Oder ist das eine Annahme, die aufgrund der geringen Distanz relativ 
plausibel ist?

Autor: The Devil (devil_86)
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@ Uhu:

Die Wärme im Erdinneren enstand durch Einschläge und durch den 
radioaktiven Zerfall. Wissen wir, dass dies bei dem genannten 
Exoplaneten vorliegt?

@ Karl heinz:

Gute Frage :-)
Grob gesehen wissen wir noch zu wenig: Entfernung zum Stern, dessen 
Oberflächentemperatur. So könnte man vielleicht einen Rückschluss daraus 
ziehen, dass der Planet rotationsgebunden ist.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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The Devil schrieb:
> Exoplanet
...

Autor: The Devil (devil_86)
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Und?

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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The Devil schrieb:
> Wissen wir, dass dies bei dem genannten Exoplaneten vorliegt?

Kalium 40 wirst du wohl im Umkreis von 100 Lichtjahren in den meisten 
Gesteinen finden. Das ist der Stoff, der die meiste Wärme freisetzt, 
weil er sehr häufig ist.

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> Hmm, wie weist man anhand der Bewegungen des Zentralgestirns eine
> gebundene Rotation eines Planeten nach?

Garnicht.

> Oder ist das eine Annahme, die aufgrund der geringen Distanz relativ
> plausibel ist?

Man kann aus der Distanz, den Massen und den Dichten berechnen, wie 
lange es maximal dauern kann, bis die Rotation sich durch die 
Gezeitenkräfte angeglichen hat. Ist das Alter des Sternensystems höher, 
muss heute gebundene Rotation vorliegen.

Andreas

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Andreas Ferber schrieb:

> Man kann aus der Distanz, den Massen und den Dichten berechnen, wie
> lange es maximal dauern kann, bis die Rotation sich durch die
> Gezeitenkräfte angeglichen hat.

Der wesentliche Punkt fehlt aber:
Wo homogen ist das Material in der Kugel verteilt?

Der Kern unseres Mondes hat eine Ausbuchtung, deswegen ist er schon fast 
in gebundener Rotation. Er macht noch letzte Pendelbewegungen die im 
Laufe der nächsten Jahrhtausenden auch noch abklingen werden.

Eine ideale Kugel mit homogener Massenverteilung geht überhaupt nie in 
gebundene Rotation über.

Von Merkur dachte man auch einmal, er wäre mitlerweile gebunden, bis man 
erst spät feststellte, das dem nicht so ist.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> Eine ideale Kugel mit homogener Massenverteilung geht überhaupt nie in
> gebundene Rotation über.

Nur wirst du wohl kaum ideale Kugeln finden, die sich aus unförmigen 
Brocken und Staub zusammengeballt haben und das unter ständigem 
Bombardement.

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> Der Kern unseres Mondes hat eine Ausbuchtung, deswegen ist er schon fast
> in gebundener Rotation.

Ich denke, du hast hier die Kausalität falschrum. Weil der Mond in 
gebundener Rotation ist, ist der Kern durch die Gezeitenkräfte von der 
Erde konstant in eine Richtung ausgebuchtet. Siehe unten, eine initiale 
Inhomogenität ist nicht nötig, damit es zur gebundenen Rotation kommt.

> Er macht noch letzte Pendelbewegungen die im
> Laufe der nächsten Jahrhtausenden auch noch abklingen werden.

Nein. Die "Pendelbewegungen" ergeben sich deshalb, weil die Mondbahn 
nicht exakt kreisförmig ist. Deshalb verändert sich die 
Bahngeschwindigkeit des Mondes laufend, während die Rotation des Mondes 
natürlich nicht im Laufe von wenigen Tagen beschleunigt und wieder 
abgebremst werden kann. Deshalb ist für einen Teil der Bahn die 
Eigenrotation des Mondes schneller, für den anderen Teil langsamer als 
die Rotation um die Erde. Die Rotation des Mondes ist exakt so schnell 
wie die durchschnittliche Bahngeschwindigkeit.

Aus Sicht der Erde sieht das dann aus wie Pendelbewegungen. Diese würden 
aber nur dann verschwinden, wenn der Mond auf eine exakte Kreisbahn 
wechseln würde. AFAIK wird das aber nicht passieren.

> Eine ideale Kugel mit homogener Massenverteilung geht überhaupt nie in
> gebundene Rotation über.

Nur wenn sie auch unendlich starr ist. Ist sie das nicht, dann schaffen 
sich die Gezeitenkräfte die Unsymmetrie selbst, den Gezeitenhügel, auf 
der Erde in Form von Ebbe und Flut leicht erkennbar, aber auch bei 
reinen Gesteinskörpern vorhanden. Ist die gebundene Rotation erreicht, 
wird die Ausbuchtung dann quasi "eingefroren".

Andreas

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