Ein künstlerischer Eindruck von einem Teil des Sonnensystems. Man beachte die Weltraumfelsen zwischen Mars und Jupiter. Was wäre, wenn es dort eine Super-Erde gäbe?(Bildnachweis: NASA)
Planetenforscher haben kürzlich eine alternative Version unseres Sonnensystems simuliert: eine mit einer Super-Erde, die auf der Erde, dem Mars und der Venus ein Klimachaos verursacht.
Eine der häufigsten Arten von Planeten in unserer Galaxie sind Welten, die größer als die Erde, aber nicht ganz so massiv wie Neptun sind. Diese so genannten Supererden sind fast überall in der Milchstraße zu finden – nur seltsamerweise nicht in unserem eigenen Sonnensystem. Laut den Planetenforschern des Florida Institute of Technology, Emily Simpson und Howard Chen, ist es jedoch keine Überraschung, dass wir uns in einer kosmischen Nachbarschaft ohne einen dieser Planeten befinden.
Wenn unser Sonnensystem eine Super-Erde hätte, wären wir wahrscheinlich gar nicht hier in diesem Artikel.
Durch die Untersuchung einer alternativen Version unseres eigenen Sonnensystems hofften Simpson und Chen zu erforschen, wie Exoplaneten die Bahnen der anderen beeinflussen könnten. Bestimmte Umlaufbahnen von Planeten könnten zum Beispiel ihre Nachbarn bewohnbarer machen. Es stellte sich heraus, dass, wenn sich im Inneren eines Sternsystems ein Planet befindet, der sehr viel größer als die Erde ist, die anderen Planeten wahrscheinlich seltsame Umlaufbahnen und wilde Klimaextreme aufweisen.
Simpson und Chen erstellten Computersimulationen darüber, was passieren würde, wenn eine Super-Erde die Sonne irgendwo zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter umkreisen würde. Es ist technisch möglich, dass sich unser Sonnensystem so entwickelt hätte, wenn in seiner Entstehungszeit, als die Samen der Planeten gerade begannen, sich aus der staubigen Scheibe um die neugeborene Sonne zu entwickeln, etwas anders gelaufen wäre. Wären zum Beispiel die Gasriesen etwas weniger – nun ja, riesig – geworden, hätte es vielleicht Platz und Material für eine Super-Erde gleich hinter dem Mars gegeben.
„Die Konfiguration, die wir im Sonnensystem vorfinden, ist definitiv nicht etwas, das tatsächlich häufig vorkommt“, sagt Chen gegenüber kosmischeweiten.de, fügt aber hinzu: „Während die Wahrscheinlichkeit, dass dies in unserem eigenen Sonnensystem passiert, gering ist, könnte es sehr wohl in vielen Exoplanetensystemen passieren.“
Was ist das Schlimmste, was passieren kann?
Eine Supererde gleich hinter dem Mars würde alle kleineren Gesteinswelten des inneren Sonnensystems völlig aus dem Gleichgewicht bringen; die Schwerkraft der Supererde würde die anderen Planeten auf exzentrische (lange und schmale) oder sogar stark geneigte Bahnen drücken und ziehen. Einige dieser Bahnen würden sich zudem ständig verändern und wären niemals stabil. Auf den Oberflächen dieser Planeten herrschten stürmische Bedingungen: geneigte und exzentrische Bahnen könnten extreme Sommer und Winter verursachen, und Welten mit instabilen Bahnen könnten schnell in und aus Eiszeiten schwanken.
Jedes Leben auf einer solchen Welt müsste widerstandsfähig sein und sich schnell an dramatische Veränderungen der Umwelt anpassen können. Dies könnte darauf hindeuten, dass sogar felsige, erdgroße Welten in den bewohnbaren Zonen (der Bereich um einen Stern, in dem die Temperaturen für die Existenz von flüssigem Wasser auf der Oberfläche eines Planeten geeignet sind) anderer Sterne weniger lebensfreundlich sein könnten, wenn sie ihre Nachbarschaft mit einer oder zwei Supererden teilen, da ihr Klima möglicherweise dramatisch instabil ist. Und eine Sache, die Leben braucht, um sich zu entwickeln, ist zumindest ein wenig Stabilität – aber auch nicht zu viel. (Ja, das Leben ist kompliziert.)
Simpson und Chen simulierten mehrere verschiedene Versionen einer hypothetischen Supererde namens Phaedra – von nur geringfügig schwerer als die Erde bis hin zu mehr als 10-mal massereicher – mit einer Handvoll verschiedener Bahnkurven. Ihren Ergebnissen zufolge ist das Worst-Case-Szenario für Leben im inneren Sonnensystem ein Planet, der zwischen 10 und 20 Mal massiver ist als die Erde.
„Je massereicher er ist, desto schlimmer wird es“, sagt Chen. „Die höchste Masse war das Schlimmste in Bezug auf die Veränderung der Stabilität der Umlaufbahnen von Erde, Venus und Mars, insbesondere der Erde.“ Eine Supererde auf einer stark exzentrischen Umlaufbahn wäre auch eine besonders schlechte Nachricht für die inneren Planeten, da sie die Erde, den Mars und die Venus mit größerer Wahrscheinlichkeit in exzentrische oder gekippte Bahnen drängen oder ziehen würde.
Selbst ein Planet, der etwas größer als die Erde ist und sich zwischen Mars und Jupiter befindet, würde das Leben auf der Erde sehr schwierig, aber nicht unmöglich machen.
„Wir könnten uns vorstellen, dass wir einen anderen Planeten zwischen Mars und Jupiter haben, der vielleicht etwas größer als die Erde ist, vielleicht zwei Erdmassen. Wir könnten ein drastischeres Wetter erleben. Wir könnten extremere Sommer und Winter haben, aber er wäre im Durchschnitt immer noch recht bewohnbar.“
