Home Technik Die Inhaltsstoffe der Erde sind "ziemlich normal", sagen Astronomen Raum

Die Inhaltsstoffe der Erde sind "ziemlich normal", sagen Astronomen Raum

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Das Konzept des Künstlers eines weißen Zwergsternes umgeben durch eine Rückstandscheibe und planetarische Körper. Solche Systeme enthalten die gleichen Elemente wie unser eigenes Sonnensystem. Bild über die NASA.

Fast 4.000 Exoplaneten wurden bisher entdeckt und umkreisen Sterne. Eine Frage, die sich unweigerlich gestellt hat, ist, wie ähnlich sind diese Planeten und Sonnensysteme zu unserer, insbesondere zur Erde? Sind sie in ihrer Zusammensetzung vergleichbar oder völlig anders? Eine neue Studie, die am 15. August 2018 auf der Goldschmidt-Konferenz in Boston vorgestellt wurde, trägt dazu bei, das Thema zu beleuchten. Es stellt sich heraus, dass die "Zutaten", aus denen die Erde besteht, eher sind normal, mit den gleichen Elementen, in den gleichen Proportionen, wie Material in Planetensystemen anderswo.

Die beteiligten Wissenschaftler maßen die Zusammensetzung von 18 verschiedenen Planetensystemen bis zu 456 Lichtjahren Entfernung. Sie fanden viele Ähnlichkeiten zwischen der Zusammensetzung der Planeten in diesen Systemen und denen der Erde. Das nicht Das bedeutet, dass alle diese Planeten genau wie die Erde sind, und dass sie aus denselben elementaren Dingen wie die Erde bestehen. Wie Dr. Siyi Xu vom Gemini Observatory auf Hawaii erklärte:

Die meisten Bausteine, die wir in anderen Planetensystemen betrachtet haben, haben eine Zusammensetzung, die weitgehend der der Erde ähnelt.

Dr. Xu präsentierte die neuen Erkenntnisse auf der Goldschmidt-Konferenz. Sie hat hinzugefügt:

Es ist schwierig, diese entfernten Körper direkt zu untersuchen. Aufgrund der großen Entfernungen neigt ihr Stern in der Nähe dazu, elektromagnetische Signale wie Licht oder Radiowellen zu übertönen. Also mussten wir uns andere Methoden ansehen.

Die Erde wurde vom japanischen Kaguya-Raumschiff im Jahr 2007 vom Mond aus gesehen. Die elementaren "Bausteine" unseres Planeten sind in der Galaxie verbreitet. Bild über JAXA / NHK.

Dr. Xus Team untersuchte, wie diese planetaren Bausteine ​​das Licht beeinflussen, das von weißen Zwergsternen kommt – kleine, dichte Sterne, die den Großteil ihrer Wasserstoff- und Heliumgase abgebrannt haben, mit Spektrographen am Keck-Teleskop in Hawaii, dem weltweit größten optischen und Infrarot-Teleskop, sowie das Hubble Space Telescope. Laut Dr. Xu:

Die Atmosphären der weißen Zwerge bestehen entweder aus Wasserstoff oder Helium, die ein ziemlich klares und sauberes spektroskopisches Signal abgeben. Wenn sich der Stern abkühlt, fängt er jedoch an, Material von den Planeten, Asteroiden, Kometen usw., die es umkreist haben, einzuziehen, wobei einige eine Staubscheibe bilden, ein wenig wie die Ringe des Saturns. Wenn sich dieses Material dem Stern nähert, ändert sich, wie wir den Stern sehen. Diese Veränderung ist messbar, weil sie das spektroskopische Signal des Sterns beeinflusst und uns erlaubt, den Typ und sogar die Menge des Materials, das den Weißen Zwerg umgibt, zu identifizieren. Diese Messungen können extrem empfindlich sein, so dass Körper, die so klein wie ein Asteroid sind, erkannt werden können.

In dieser Studie haben wir uns auf die Stichprobe von Weißen Zwergen mit Staubscheiben konzentriert. Wir konnten den Kalzium-, Magnesium- und Siliziumgehalt in den meisten dieser Sterne und einige weitere Elemente in einigen Sternen messen. Vielleicht haben wir auch Wasser in einem der Systeme gefunden, aber wir haben es noch nicht quantifiziert: Es ist wahrscheinlich, dass es in einigen dieser Welten viel Wasser geben wird. Zum Beispiel haben wir zuvor ein Sternsystem identifiziert, 170 Lichtjahre entfernt im Sternbild Boötes, das reich an Kohlenstoff, Stickstoff und Wasser war und eine ähnliche Zusammensetzung wie Halley's Comet hatte. Im Allgemeinen ähnelt ihre Zusammensetzung der Masse der Erde sehr.

Kohlenstoff ist eines der häufigsten Elemente auf der Erde und ist auch ein Baustein des irdischen Lebens. Diese und andere Elemente unseres Planeten sind jetzt auch in anderen Sonnensystemen bekannt. Dieses Diagramm ist ein "fettiges" Kohlenstoffmolekül, das in der Galaxie verbreitet ist. Bild über D. Young.

Dies würde bedeuten, dass die chemischen Elemente, die Bausteine ​​der Erde, in anderen Planetensystemen üblich sind. Von dem, was wir sehen können, in Bezug auf die Präsenz und den Anteil dieser Elemente, sind wir normal, ziemlich normal. Und das bedeutet, dass wir wahrscheinlich erwarten können, anderswo in unserer Galaxie erdähnliche Planeten zu finden.

Diese Arbeit ist noch nicht abgeschlossen und die kürzlich veröffentlichten Daten des Satelliten Gaia, der bisher 1,7 Milliarden Sterne kennzeichnete, haben das Gebiet revolutioniert. Das heißt, wir werden die Weißen Zwerge viel besser verstehen. Wir hoffen, die chemische Zusammensetzung des extrasolaren Planetenmaterials mit einer viel höheren Genauigkeit zu bestimmen.

Künstlerisches Konzept von Kepler-22b, ein Überirdischer Exoplanet 910 Lichtjahre von unserer Sonne entfernt. Die neuen Erkenntnisse legen nahe, dass Welten, die der Erde tatsächlich ähnlich sind, darauf warten, entdeckt zu werden. Bild über NASA / Ames / JPL-Caltech.

Andere Exoplaneten unterscheiden sich stark im Aussehen, von riesigen "heißen Jupitern" zu "Super-Erden" (größer als die Erde, aber kleiner als Uranus oder Neptun) und kleinen, felsigen Welten, Erde oder Mars. Wenn die gesamten Massenzusammensetzungen dieser Planeten unserem Sonnensystem ähnlich sind, insbesondere der Erde, wie die Beweise nahelegen, dann ist das ein guter Hinweis darauf, dass Welten, die der Erde wirklich ähnlich sind, wahrscheinlich da draußen sind und darauf warten, entdeckt zu werden. Wie Dr. Sara Seager, Professor für Planetarische Wissenschaft am Massachusetts Institute of Technology, und der stellvertretende Wissenschaftsdirektor der kürzlich gestarteten Mission "Transit Exoplanet Survey Satellite" (TESS) sagten:

Es ist erstaunlich für mich, dass der beste Weg, Exoplaneten zu erforschen, die Planeten sind, die von ihrem weißen Zwerg-Stern zerfetzt und absorbiert werden. Es ist großartig, Fortschritte in diesem Forschungsgebiet zu sehen und solide Beweise dafür zu haben, dass Planeten mit erdähnlichen Zusammensetzungen verbreitet sind – was unsere Zuversicht stärkt, dass ein erdähnlicher Planet um einen ganz nahen normalen Stern da draußen ist und darauf wartet, gefunden zu werden.

Quelle: Kompositionen von extrasolaren Kleinplaneten aus verstrahlten weißen Zwergstudien

Fazit: Laut einer neuen Studie sind die Bestandteile, aus denen die Erde besteht, die gleichen Elemente in den gleichen Proportionen wie das Material in anderen Planetensystemen.

Über die Goldschmidt-Konferenz

Paul Scott Anderson

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