Wie Nomadenplaneten funktionieren

Denken Sie an jeden Weltraumfilm, den Sie gesehen haben, und nennen Sie die schlimmste vorstellbare Art und Weise, wie eine Figur getötet wurde (und versuchen Sie, das Baby -Alien zu vergessen, das aus der Brust dieses Typen herausgesprungen ist ). Ich habs? OK. Die zweitschlechteste Art, im Weltraum zu sterben, muss sicherlich sein, vom Mutterschiff wegzuschweben – einfach allein da draußen zu sein, ohne Kontrolle über Richtung oder Schicksal (obwohl es ein wirklich schneller Tod wäre).

Stellen Sie sich nun vor, dass es im wirklichen Leben Millionen von Planeten geben könnte, die nicht mit dem Mutterschiff verbunden sind. Sie werden Nomadenplaneten (auch bekannt als freischwebende , interstellare oder verwaiste Planeten ) genannt, und Astronomen und Sci-Fi- Fans grübeln schon seit einiger Zeit über ihre Existenz nach.

Diese Planeten, die in der Unterwelt zwischen Sonnensystemen existieren, können entstehen, nachdem sie aus ihren Umlaufbahnen geschleudert wurden, oder sie können sich bilden, nachdem eine interstellare Wolke zusammengebrochen ist. In jedem Fall durchstreifen sie die Milchstraße . Könnte die Erde auch den Stiefel bekommen? Könnte ein Schurkenplanet durch unser Sonnensystem stürzen? Die Entdeckung von Nomadenplaneten hat uns gezwungen, einige sehr grundlegende Konzepte zu überdenken, die von der Entstehung von Planeten bis hin zu ihrer Position im Orbit reichen.

Gleichzeitig haben uns diese Wanderer klar gemacht, dass wir auf der planetarischen Ebene nicht so allein sind, wie wir dachten. Tatsächlich könnten wir viel mehr Gesellschaft haben, als nur Exoplaneten bieten. Ja, Nomadenplaneten können nach einer Schätzung von Dr. Louis Strigari, einem Astrophysiker am Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, in die Billiarden gehen.

Da dies ein so neues Konzept ist, arbeitet die wissenschaftliche Gemeinschaft immer noch hart daran, die Existenz von Planeten zu bestätigen, die nicht an einen Stern gebunden sind. In diesem Artikel werden wir untersuchen, wie Nomadenplaneten entstehen, wie sie abtrünnig werden, wohin sie gehen und schließlich, ob sie Leben erhalten könnten.

Es gibt noch vieles, was wir über Nomadenplaneten nicht wissen, aber das ist ein Teil dessen, was sie so spannend macht.

1. Zuerst das Gruselige über Nomad Planets
2. Woher kommen Nomadenplaneten?
3. Wie könnten die Bedingungen auf einem Nomadenplaneten sein?
4. Könnte Leben auf Nomadenplaneten existieren?

Ein Großteil der Welt erfuhr erstmals Mitte 2011 von Nomadenplaneten dank einer Studie, die von Takahiro Sumi, einem Astrophysiker an der Universität Osaka in Japan, verfasst wurde. Sumis Team stützte sich auf Gravitationsmikrolinsen , die gleiche Technik, die zur Entdeckung von Exoplaneten in der ganzen Galaxie verwendet wird. Die Technik beruht auf dem Licht einer Hintergrundquelle wie einem Stern , der verzerrt wird, wenn ein Objekt zwischen dem Hintergrundstern und der Erde hindurchgeht; Tatsächlich wird dieses Licht vorübergehend verstärkt. Sumi und seine Kollegen entdeckten 10 Planeten mit ungefähr jupitergroßer Masse, die keiner erkennbaren Umlaufbahn zu folgen schienen [Quelle: Sumi ]. Die Nachricht erhellte die Facebook-Wände und Twitter-Feeds von Weltraum-Junkies schneller als die Ankündigung eines „Next Generation“-Films.

Wie wir bereits sagten, besteht die Theorie darin, dass sich diese chronischen Mäander aus denselben Gas- und Staubwolken entwickeln könnten, aus denen Sterne geboren werden, oder dass Sonnensysteme sie aus der Umlaufbahn werfen könnten. In einem ähnlichen Zusammenhang könnten Sonnensysteme nahe gelegene Nomadenplaneten anziehen und in weiten Umlaufbahnen einfangen. Es ist durchaus möglich, dass unser Sonnensystem irgendwann mehr Planeten hatte, als wir derzeit kennen. Vielleicht hat es der Abwurf einiger fremder Planeten ermöglicht, dass die Erde ihre Goldilocks-Position in Bezug auf unsere Sonne gefunden hat.

Was die Angst betrifft, dass die Erde mit einem Schurkenplaneten kollidieren könnte, ja, es besteht eine kleine Chance, dass dies passieren könnte, aber unsere Galaxie ist randvoll mit kleineren, häufigeren und ebenso tödlichen Bedrohungen (Übersetzung: Asteroiden ), über die man sich Sorgen machen muss. Unsere Chancen, von einem Kometen oder Asteroiden mit einer Breite von einigen Meilen ausgelöscht zu werden, sind viel größer, obwohl sie im Großen und Ganzen immer noch relativ gering sind [Quelle: Mosher ].

Sumis ursprüngliche Studie schätzte, dass es für jeden Stern in unserer Galaxie zwei oder drei Nomadenplaneten geben könnte. Weniger als ein Jahr später erhöhte eine andere Studie des Kavli Institute in Stanford die Schätzung nach oben und besagte, dass es bis zu 100.000 Nomadenplaneten für jeden Stern in der Milchstraße geben könnte.

Das Schlüsselwort in diesem letzten Satz ist „könnte“. Die Kavli-Schätzung wurde bestimmt, indem Dinge wie die folgenden berücksichtigt wurden [Quelle: Freeberg ]:

Wenn sie richtig ist, stellt diese Theorie in Frage, wie Planeten entstehen und welche Rolle Nomadenplaneten in unserer Galaxie spielen. Lassen Sie uns zunächst an dem arbeiten, was wir wissen, und die Möglichkeiten dessen erkunden, was sein könnte.

Lassen Sie uns einige Hintergrundinformationen zu Planeten erhalten, die sich als sehr häufig erweisen könnten. Bisher ist vieles von dem, was Wissenschaftler über Nomadenplaneten angenommen haben, von dem abgeleitet, was wir bereits aus der Untersuchung unseres eigenen Sonnensystems und jüngerer Sonnensysteme in unserer Galaxie gelernt haben.

Soweit wir wissen, können sie in einer Vielzahl von Größen und Make-ups erhältlich sein. Denken Sie daran, dass die ersten Nomadenplaneten, die in Sumis Funden auftauchten, Planeten der Jupiter-Klasse waren. Es ist also nicht unangemessen anzunehmen, dass auch kleinere Planeten mit weniger Masse abtrünnig werden könnten. Tatsächlich könnten die kleineren bessere Kandidaten dafür sein, aus einem jungen Planetensystem vertrieben zu werden; die größeren können als Abtrünnige „geboren“ werden; das heißt, entstehen aus sternbildenden Haufen.

Die Idee hinter dem Auswurf ist, dass Nomadenplaneten Gravitationskräften aus einer Vielzahl von Quellen ausgesetzt sind, die von anderen Sternen bis zu nahe gelegenen Planeten reichen. Um ein Beispiel dafür zu geben, wie dies funktionieren könnte, haben Wissenschaftler jupitergroße Planeten in anderen Sonnensystemen beobachtet, die Umlaufbahnen sehr nahe an ihrer Sonne halten (denken Sie an Merkur oder Venus nahe). Stellen Sie sich nun vor, unser eigener Jupiter würde langsam seine Umlaufbahn verkürzen und sich der Sonne nähern. Seine Masse ist mehr als 300-mal größer als die der Erde, was ihm ein beträchtliches Gravitationsfeld verleiht.

Wenn sich ein Planet von der Größe des Jupiter nach innen bewegt, würde er die Bahn vieler Planeten, Monde und Zwergplaneten in seiner Nähe stören, indem er kleinere Planeten an sich zieht. Das ständige Ziehen eines vorbeiziehenden großen Planeten könnte kleinere Planeten aus ihrer Umlaufbahn ziehen. Wenn sich ihre Umlaufbahnen änderten, könnten sie aus dem Sonnensystem in die Leere geschleudert werden. Es ist ganz ähnlich, wie wir die Gravitationskraft von Planeten und Monden nutzen, um Satelliten weiter in den Weltraum zu schleudern, nur dass wir diesmal eher von einem Planeten als von einem Raumschiff sprechen, das eine Schwerkraftunterstützung erhält. Das ist nur ein Beispiel dafür, wie ein Planet aus der Bahn geworfen werden kann.

Ein anderer Vorschlag besagt, dass ein Planet aus seinem Sonnensystem geschleudert werden könnte, wenn sich sein Stern in eine Supernova verwandelt . Natürlich würden einige Planeten bei der heftigen Explosion zerstört, aber die weiter außen kreisenden Planeten würden nach außen in den Weltraum geschleudert, losgelöst von einem Heimatstern.

Außerhalb eines Sonnensystems kann ein Nomadenplanet einer Vielzahl von Gravitationseinflüssen ausgesetzt sein. Computermodelle haben gezeigt, dass, wenn ein Planet früh im Leben eines Sternhaufens herausgeschleudert wird, dieser Planet eher in eine weite, lockere Umlaufbahn um einen anderen Nachbarstern gezogen wird. Je größer der Stern, desto wahrscheinlicher ist es, dass er einen Nomadenplaneten zurückerobert. Computermodelle zeigen auch, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass Nomadenplaneten von der Anziehungskraft schwarzer Löcher eingefangen werden [Quelle: Perets ].

Andere Möglichkeiten umfassen Planeten, die sich innerhalb der größeren Umlaufbahn der Milchstraße bewegen. Das bedeutet, dass sie immer noch auf der galaktischen Tanzfläche sind und sich mit der Menge bewegen, aber sie reisen einfach nicht innerhalb einer Gruppe. Und schließlich ist es durchaus möglich, dass sich zwei Nomadenplaneten treffen und ihr eigenes binäres System bilden – nur ein paar einsame Planeten, die romantisch in der Leere des Weltraums umeinander wirbeln. Plötzlich klingen Nomadenplaneten viel weniger bedrohlich, oder?

Wir werden es nicht mit Sicherheit wissen, bis wir einen Nomadenplaneten untersuchen, aber es gibt einige grundlegende Annahmen, die auf der Grundlage dessen getroffen werden müssen, was wir bereits aus der Beobachtung von Planeten, Zwergplaneten und Monden in unserem eigenen Sonnensystem und darüber hinaus wissen. Lassen Sie uns also einige der möglichen Eigenschaften von Nomadenplaneten untersuchen.

Könnten sie Tag und Nacht haben? Nein. Wie wir bereits wissen, wird unser Tageslicht durch unsere Position in Bezug auf die Sonne erzeugt. Ohne diese nahe Sonne gibt es kein Tageslicht, wie wir es kennen. Davon abgesehen können Sie vermutlich auch die Photosynthese von der Liste streichen.

Könnten sie eine Atmosphäre haben? Ja, es ist durchaus möglich, dass ein Nomadenplanet eine Atmosphäre hat. Um eine Atmosphäre aufrechtzuerhalten, müssen Planeten eine ausreichende Schwerkraft haben , um die Gase festzuhalten, und Temperaturen, die niedrig genug sind, damit Gase nicht zersetzt werden und in den Weltraum entweichen können. Wenn Sie in Richtung der äußeren Bereiche unseres Sonnensystems blicken, hält selbst der winzige Pluto seine Atmosphäre fest. Also ja, ein Nomadenplanet könnte eine Atmosphäre aufrechterhalten, aber das heißt nicht, dass er nach den Maßstäben der Erde atmungsaktiv wäre.

Welches Klima könnten sie haben? Sagen wir einfach, Sie sollten wahrscheinlich eine dicke Jacke mitbringen, wenn Sie die Oberfläche der meisten Nomadenplaneten besuchen. Die meisten Oberflächentemperaturen der Erde werden durch das Sonnenlicht bestimmt. Ohne diese Sonne wird es ziemlich schnell ziemlich kühl. Aber das heißt nicht, dass jeder Nomadenplanet ein unfruchtbarer Brocken eisigen Todes sein wird. Die meisten unterirdischen Temperaturen der Erde stammen von den Kräften der Radioaktivität, der Reibung und des Drucks, die im Zentrum des Planeten wirken. Während ihre Oberflächen kalt sein könnten, könnten einige Nomadenplaneten bei ausreichender Masse wärmere, lebenserhaltende Temperaturen in Richtung ihrer Zentren erzeugen. Wenn sie eine ausreichend dicke Atmosphäre haben, haben sie sogar eine Chance, etwas Wärme an ihren Oberflächen zu haben [Quelle: Freeberg ].

Könnten sie Wasser haben? Es besteht die Möglichkeit, dass auf einigen Nomadenplaneten Wasser – oder wahrscheinlicher Eis – existiert. Mit unbemannten Robotern und Satelliten haben Wissenschaftler Eis auf dem Mars und auch dort Beweise für uraltes flüssiges Wasser entdeckt. Weiter draußen im Sonnensystem soll Europa (einer der Jupitermonde) eine Oberfläche aus Eis haben, die einen Ozean aus Wasser bedeckt. Wenn wir Wasser auf anderen Planeten und Monden in unserem eigenen Sonnensystem finden, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass es auch auf einem Nomaden existiert. Multiplizieren Sie das mit bis zu 100.000 Nomadenplaneten pro Stern in unserer Galaxie, und die Möglichkeiten wachsen schnell.

Leben ... das ist jetzt die entscheidende Frage. Ist der interstellare Raum in unserer Galaxie tatsächlich voller Leben? Möglicherweise. Nach dem, was wir über andere Planeten wissen, müssen wir davon ausgehen, dass Nomadenplaneten einige Ähnlichkeiten aufweisen werden. Und von dem, was wir bisher entdeckt haben, wissen wir, dass die meisten Planeten das Leben, wie wir es kennen, nicht unterstützen könnten. Aber das Gesetz der Durchschnittswerte im galaktischen Maßstab besagt, dass Leben existieren kann. Wir sind der lebende Beweis dafür.

Sogar Louis Strigari, der Leiter des Teams hinter der Schätzung von 100.000 Nomadenplaneten pro Stern, sagte gegenüber Stanford News: „Wenn einer dieser Nomadenplaneten groß genug ist, um eine dichte Atmosphäre zu haben, könnte er genug Wärme eingeschlossen haben damit bakterielles Leben existiert." In diesem Fall könnten einige seltene Planeten Lebensformen beherbergen, die sich angepasst haben, um unter den extremsten Bedingungen in unserer Galaxie zu leben.

Ebenso könnten einige Nomadenplaneten die Überreste – oder Bausteine, je nachdem, wie man sie betrachtet – des Lebens in ihren früheren Sonnensystemen tragen. Bei genügend zufälligen Begegnungen mit Asteroiden und anderen Trümmern könnten sie dieses Material über die Galaxie verteilen.

Schließlich ist es durchaus plausibel, dass Menschen eines Tages in der Zukunft einen Nomadenplaneten bewohnen könnten. Proxima Centauri, der sonnennächste Stern , ist beachtliche 4,22 Lichtjahre von der Erde entfernt. Nomadenplaneten könnten die Weltraumbasen der bemannten Raumfahrt werden. Sobald wir aus unserem Sonnensystem ausbrechen, könnten wir gastfreundliche Nomadenplaneten nutzen, um von Insel zu Insel zu einem anderen Sternensystem zu gelangen. Andererseits müssen wir bei so vielen Planeten da draußen vielleicht nicht einmal den ganzen Weg zu einem anderen Stern gehen, um neue zu erkunden. Diese große, leere Schwärze zwischen der Sonne und den Sternen ist plötzlich voller Potenzial – und Fragen, die es zu beantworten gilt.

Anmerkung des Autors: Wie Nomadenplaneten funktionieren

"Warte was?!" Das ist die Antwort, die ich von jeder einzelnen Person erhielt, als ich sagte, dass ich an einem Artikel über Nomadenplaneten arbeite. Ein Thema, das Angst und Faszination gleichermaßen auslöst. Und je mehr ich über dieses sehr neue Thema gelernt habe, desto faszinierter war ich. Die Möglichkeit, Planeten außerhalb unseres eigenen Sonnensystems zu besuchen, ist geradezu faszinierend.

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