Es war einmal vor langer, langer Zeit, da gab es noch keine Planeten. Keine Erde, keinen Mars, keinen Saturn, keinen Jupiter – vor 4,5 Milliarden Jahren gab es nichts. Nur eine junge Sonne und eine große Scheibe aus Gas und Staub, die sie umgab. Der Staub tat das, was Staub eben so tut: Er klumpte zu immer größeren Flusen und schließlich Brocken zusammen. Am Ende umkreisten unzählige größere und kleine Felsbrocken die Sonne. Man nennt sie Planetesimale und aus ihnen entstanden schließlich die Planeten. Die Planetesimale kollidierten miteinandern, bildeten immer größere Objekte, solange, bis schließlich nur noch ein paar große Planeten übrig waren (anfangs wahrscheinlich sogar mehr Planeten als heute noch übrig sind). Ein paar Bausteine allerdings wurden nicht benutzt. Man kann sie heute immer noch die Sonne umkreisen sehen. Einer davon wurde kürzlich mit einer Sonde besucht. Dabei fand man heraus, dass er genau aus dem Material besteht, aus dem damals die Erde entstand.

Das, was früher die Planetesimale waren, nennen die Astronomen heute “Asteroiden” oder “Kometen”. Ganz weit draußen im Sonnensystem gibt es noch jede Menge von ihnen; dort hat sich nie ein Planet gebildet. Aber auch näher an der Sonne findet man noch viele Asteroiden. Als Jupiter, der größte Planet des Sonnensystems, entstand, hat seine Gravitationskraft dafür gesorgt, dass in seiner Nähe kein weiterer Planet entstehen konnte. Er verhinderte, dass sich die Planetesimale zu einem größeren Objekt zusammenballen konnte. Stattdessen wurden die kleinen Felsbrocken durch die Kraft des Jupiter aus dem System geschleudert oder auf Bahnen gezwungen, die zur Kollision mit anderen Planeten führten. Das, was vom ursprünglichen Reservoir an Planetenbausteinen noch übrig ist, nennen die Astronomen heute den “Asteroidengürtel” (genauer sollte es eigentlich der “Hauptgürtel” oder “Hauptgürtel der Asteroiden” heißen). Er befindet sich zwischen den Bahnen von Jupiter und Mars. Auch heute noch führen die gravitativen Störungen des Jupiter immer wieder dazu, dass Asteroiden aus ihrer Bahn geworfen werden, den Hauptgürtel verlassen und zu erdnahen Asteroiden werden. Sie bewohnen dann den Bereich zwischen den Bahnen des Mars und der Venus. Allerdings nicht für lange – erdnahe Asteroiden überleben nur einige zehn- bis hunderttausend Jahre bevor sie mit einem Planeten oder Sonne kollidieren oder ganz aus dem System fliegen. Im inneren Sonnensystem ist kein Platz mehr für weitere Asteroiden und falls von den Planetesimalen, aus denen Erde, Venus und Merkur vor langer Zeit entstanden sind, noch welche übrig waren, sind sie heute verschwunden.

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Manchmal haben die Astronomen aber auch Glück. Im Jahr 2004 wurde die Raumsonde Rosetta gestartet. Ihr Ziel ist der Komet 67P/Tschurjumow-Gerasimenko, den sie erst im Jahr 2014 erreichen wird. Auf ihrem Weg durchquert sie auch den Hauptgürtel und obwohl dort viel Platz ist und die Chancen, einem Asteroiden zu begegnen nur gering sind, haben es die Wissenschaftler doch geschafft, eine Bahn zu wählen, bei der Rosetta ein paar von ihnen aus der Nähe ansehen kann. 2008 hat sie den Asteroid Šteins besichtigt und 2010 flog sie in nur 3200 Kilometer Entfernung am Asteroid Lutetia vorbei. Dabei machte sie wunderbare Aufnahmen und Messungen dank derer Wissenschaftler nun herausgefunden haben, dass Lutetia nur ein Immigrant im Asteroidengürtel ist. Ursprünglich stammt der Asteroid aus dem inneren Sonnensystem. Er ist einer der Bausteine, aus dem die Erde vor 4,5 Milliarden Jahre entstanden ist.

Um das herauszufinden, haben Astronomen der Europäischen Südsternwarte (ESO) gemeinsam mit Kollegen aus Frankreich, Kanada und den USA das Spektrum von Lutetia untersucht. Das bedeutet, dass man nachgesehen hat, wie viel Sonnenlicht eines bestimmten Wellenlängenbereichs von der Oberfläche des Felsbrockens reflektiert wird. Je nach der Zusammensetzung des Objekts sieht das Spektrum anders aus. Man kann es also mit den Spektren vergleichen, die auf der Erde gefundene Meteorite liefern und nachsehen, wo es Übereinstimmungen gibt. Das sieht zum Beispiel so aus:

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In schwarz sieht man die Messwerte, die man für das Spektrum von Lutetia gewonnen hat. Rot und Blau sind Spektren von Meteoriten die man im Labor gewonnen hat. In diesem Fall handelt es sich um zwei verschiedene Arten von Kohligen Chondriten, der Ornans Gruppe (CO) und der Vigarana Gruppe (CV). Die Übereinstimmung ist nicht sonderlich gut. Ganz anders sieht es hier aus:

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Hier wurde das Spektrum von Lutetia mit dem eines Enstatit-Chondriten verglichen. Diese Meteoriten sind selten. Anders als bei den kohligen Chondriten enthalten sie Eisen hauptsächlich in chemisch reduzierter Form (das heißt, die Eisenatome haben Elektronen anderer Atome aufgenommen). Das Eisen ist also nicht wie üblich oxidiert, die Enstatit-Chondrite müssen also aus einer Umgebung stammen, in der es weniger Sauerstoff gab als dort, wo die kohligen Chondrite entstanden. Das war näher bei der Sonne der Fall. Dafür, dass die die Enstatit-Chondrite aus dem inneren Sonnensystem stammen, sprechen auch anderen Messungen (z.B. die Untersuchung von Isotopenverhältnissen). Lutetias Spektrum stimmt wunderbar mit dem eines Enstatit-Chondriten überein und die Astronomen nehmen daher an, dass der Asteroid ebenso ursprünglich aus dem inneren Sonnensystem stammt. Er ist also einer der ganz wenigen übrig gebliebenen Bausteine, aus denen auch die Erde entstanden ist.

In den Hauptgürtel ist Lutetia auf die gleiche Art und Weise gelangt, wie auch heute noch die erdnahen Asteroiden durch das innere Sonnensystem geschubst werden. Immer wen ein Asteroid in die Nähe eines Planeten gelangt, wird er durch dessen Gravitationskraft ein wenig beschleunigt und landet auf einer neuen Bahn. Ein typischer erdnaher Asteroid wird so im Laufe der Jahrtausende von einem Planet zum anderen geschleudert, bis er am Ende ganz aus dem Sonnensystem fliegt oder bei einer Kollision zerstört wird. So sieht das zum Beispiel für den Asteroid Izdhubar aus:

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Die x-Achse des Bildes gibt die zeitliche Entwicklung der Asteroidenbahn an (in Einheiten von 1000 Jahren). Im oberen Teil des Bildes sieht man, wie nahe der Asteroid sich Erde, Mars und Venus nähert. Die schwarze Linie (“1 LD”) zeigt den Abstand des Mondes von der Erde an. Nach etwa 20000 Jahren kam Izdhubar zum Beispiel der Venus in etwa so nahe, wie der Mond der Erde und nach knapp 140000 Jahren hatte Izdhubar eine nahe Begegnung mit der Erde, die ihn bis weit innerhalb der Mondbahn brachte. Der untere Teil des Bildes zeigt die zeitliche Entwicklung der großen Halbachse der Asteroidenbahn, also dem mittleren Abstand zwischen Asteroid und Sonne. Man erkennt deutlich, wie jede nahe Begegnung zu einem Sprung in der großen Halbachse führt und wie Izdhubar hin und her geschubst wird. So wird es auch Lutetia ergangen sein. Irgendwann in der Frühzeit des Sonnensystems kam sie einem der noch jungen Protoplaneten zu nahe und wurde in den heutigen Hauptgürtel der Asteroiden geschleudert. Dank dieses glücklichen Zufalls hat Lutetia die Entstehung der Planeten überlebt und steht uns heute als einmalige Informationsquelle zur Verfügung. Bis heute hat man erst 3 andere Objekte gefunden, die Lutetia in ihrer Zusammensetzung ähneln aber keines davon ist ähnlich gut erforscht. Lutetia ist ein idealer Kandidat für eine Weltraummission, bei der eine Raumsonde Proben entnimmt und zurück zur Erde bringt. Dann könnten wir das Material aus dem die Erde entstand direkt im Labor untersuchen. Und das wäre wahnsinnig cool!


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Pierre Vernazza, Philippe Lamy, et al (2011). Asteroid (21) Lutetia as a remnant of Earth’s precursor planetesimals Icarus, 216, 650-659

Kommentare (46)

  1. #1 Lindner,Jürgen
    20. November 2011

    Hallo,

    Ihre Webseite habe ich schon öfter besucht da Astronomie zu meinen bevorzugten Interessen zählt. Der Artikel “Wie sie Erde entstand ..” ist, wie vieles auf Ihrer Seite interessant und allgemein verständlich geschrieben und zeugt von einiger Fachkenntnis.

    Mit frdl. Gruß und weiter so

    J.Lindner

  2. #2 MartinB
    20. November 2011

    Gut, dass die Blogpause nur kurz war, toller Artikel.

  3. #3 Florian Freistetter
    20. November 2011

    @MartinB, Jürgen Lindner: Danke für das Lob! Nur merke ich gerade, dass der Titel dieses Artikels immer noch der Platzhalter ist, den ich anfangs hingeschrieben habe, weil ich noch nicht wusste wie ich ihn nennen sollte. Irgendwas mit “Als die Erde entstand…” hab ich mir gedacht, da fällt mir sicher später noch was besseres ein! Tja, jetzt ist es wohl zu spät 😉

  4. #4 mr_mad_man
    20. November 2011

    Der Staub tat das, was Staub eben so tut: Er klumpte zu immer größeren Flusen und schließlich Brocken zusammen.
    Da fehlt ein Zwischenschritt, zwischen den größeren Flusen und den Brocken sollten noch die Wollmäuse erwähnt werden. Ist schon komisch, ausgerechnet der Effekt, der uns diese kleinen lästigen Biester beschert, ermöglicht unser Leben erst.

  5. #5 bronsen
    20. November 2011

    Ich vermute hier

    Er ist einer der Bausteine, aus dem die Erde vor 4,5 Millionen Jahre entstanden ist.

    waren dann doch die eingangs erwähnten vierkommafünf Milliarden Jahre gemeint

  6. #6 jojo
    20. November 2011

    Hallo zusammen!
    der mond ist ja ziemlich vernarbt,war er somit schon häufiger von größeren einschlägen heimgesucht worden und diente als schutzschild für die erde?
    danke!

  7. #7 Florian Freistetter
    20. November 2011

    @jojo: “war er somit schon häufiger von größeren einschlägen heimgesucht worden und diente als schutzschild für die erde?”

    Nicht wirklich. Der Mond ist viel kleiner als die Erde und auch leichter. Er bildet also ein kleineres Ziel und seine Gravitationskraft zieht auch weniger Objekte an. Das dort so viele Krater zu sehen sind, liegt daran, dass er keine Atmosphäre hat. Fast jeder Einschlag bleibt dort erhalten während auf der Erde (auf die mehr Objekte eingeschlagen sind als auf den Mond) die Erosion dafür sorgt, dass die Krater schnell wieder verschwinden.

  8. #8 Florian Freistetter
    20. November 2011

    @bronsen: Danke!

  9. #9 Engywuck
    20. November 2011

    also gibt der Mond quasi eine Untergrenze für die Rate der Einschläge auf der Erde an (korrigiert um den Durchmesser)

  10. #10 manuel
    20. November 2011

    Wieso ist die Reflektivität der Oberfläche >1? Ein Planckscher Untergrund durch die endliche Temperatur ist es nicht, dazu ist der Bereich der Abweichung viel zu groß.

  11. #11 schlappohr37
    20. November 2011

    Diese Simulation ist ja ziemlich abgefahren. Mit welcher zeitlichen Schrittweite wurde das gerechnet, und wie lange hat das auf welchem Rechner gedauert? Wie genau ist das Modell? Ihr habt vermutlich nicht nur die Planeten und die Sonne als Gravitationsquellen angenommen, oder?

  12. #12 Florian Freistetter
    20. November 2011

    @schlappohr: “Ihr habt vermutlich nicht nur die Planeten und die Sonne als Gravitationsquellen angenommen, oder? “

    Was soll man denn sonst noch nehmen? Wenn du erdnahe Asteroiden untersuchen willst, dann kannst du sogar problemlos Uranus und Neptun ignorieren. Mehr Infos zu den Rechnungen gibts hier: http://adsabs.harvard.edu/abs/2009CeMDA.104…93F

  13. #13 schlappohr37
    20. November 2011

    Bei einer Simulation über eine halbe Million Jahre hätte ich erwartet, dass sich auch kleine Störungen langfristig auswirken. Keine Ahnung, andere Asteroiden, nahe Sterne. Aber vermutlich geht’s hier garnicht um eine exakte Vorhersage,
    Danke für den Link.

  14. #14 Florian Freistetter
    20. November 2011

    @schlappohr: “Bei einer Simulation über eine halbe Million Jahre hätte ich erwartet, dass sich auch kleine Störungen langfristig auswirken. Keine Ahnung, andere Asteroiden, nahe Sterne”

    Du überschätzt die Gravitation. Sie ist eine äußerst schwache Kraft. Was die Planeten im Sonnensystem angeht, ist der Einfluss der Sterne z.B. immer irrelevant, egal wie lange man rechnet. Und wie ich im Artikel über erdnahe Asteroiden (im Text verlinkt) erklärt habe, befinden sie sich auf chaotischen Bahnen, die nur ein paar hunderttausend Jahre stabil sind. Man kann ihre Bewegung exakt nur für wenige hundert Jahre vorhersagen. Hier gehts um Statistik.

  15. #15 Wolfgang
    20. November 2011

    “Auf ihrem Weg durchquert sie auch den Hauptgürtel und obwohl dort viel Platz ist und die Chancen, einem Asteroiden zu begegnen nur gering sind,”

    Bei diesem Satz musste ich an das schon 20 Jahre das alte PC Spiel “Wing Commander” http://de.wikipedia.org/wiki/Wing_Commander_(Computerspiel)#cite_note-0 denken.
    Bei einigen Missionen mußte man durch Asteroidenfelder fliegen, was einem Slalom gleichkam. Tja, so sah mein erster Kontakt mit Astronomie aus! 🙂

  16. #16 Mitleser
    20. November 2011

    Mal wieder ein cooler Artikel, Dr. Freistetter!

    Mal noch ne Idee fürn Artikel (vllt ja auch schon gschrieben): Woher wissen wir eigentlich, dass das Universum 13,7 Mrd. Jahre alt ist (die Zahl kann falsch sein, hab sie mal iwo aufgeschnappt)? Über Radiokohlenstoffdatierung läuft das wohl kaum, aber ists vllt ein “ähnliches” Verfahren mit anderen Radioisotopen?

  17. #17 Christian
    21. November 2011

    @mitleser zurückrechnung der expansionsgeschwindigkeit des weltalls glaub ich.
    aber über den urknall und das was, wo, wie hat folrian glaub ich auch shcon ne serie geschrieben.

    aber genaueres wird er dir vielleicht eh schreiben

  18. #18 Frank
    21. November 2011

    @Mitleser
    Die Zahl, die sie aufgeschnappt haben, ist leider falsch. Das Alter des Universums beträgt ca. 6.000 Jahre. Ableiten kann man das aus den historischen Texten seit der Entstehung der Welt und der Menschheit.

  19. #19 Boron
    21. November 2011

    …und Rumpelstilzchen konnte Stroh zu Gold spinnen! Ohne Scheiß!!!111elf

  20. #20 Florian Freistetter
    21. November 2011

    @Mitleser: “Woher wissen wir eigentlich, dass das Universum 13,7 Mrd. Jahre alt ist”

    Simpel gesagt folgt das aus der Expansion des Universums. Wir beobachten, wie sich alle Galaxien voneinander entfernen. Früher waren also näher beieinander. Noch früher noch näher. Usw. Wenn man das immer weiter rechnet, landet man bei 13.7 Mrd Jahren an nem Punkt, wo alle Galaxien am selben Ort waren: Der Urknall. In Wahrheit ists ein wenig komplizierter; vielleicht schreib ich da wirklich mal was drüber.

    @Frank: “Das Alter des Universums beträgt ca. 6.000 Jahre. Ableiten kann man das aus den historischen Texten seit der Entstehung der Welt und der Menschheit. “

    Komm, lass den Quatsch (das war ja nicht ernst gemeint, oder?)

  21. #21 Alderamin
    21. November 2011

    @mitleser, Christian

    zurückrechnung der expansionsgeschwindigkeit des weltalls glaub ich.

    Genau, und durch Messung der Entfernung und Expansionsgeschwindigkeit von Galaxien über dort explodierte Supernovae kann man genau verfolgen, wie sich die Expansionsgeschwindigkeit über die Zeit entwickelt hat, und diese dann rückwärts rechnen, wann alles an einem Punkt begann. Wenn man nur die aktuelle Expansionsgeschwindigkeit verwendet, kommt man auf einen kleineren Wert, der nicht zum Alter der ältesten Sterne passt.

    Das Alter der älteste Sterne in Kugelsternhaufen (die sind sehr alt) kann man wiederum daraus schließen, welche Größe von Sternen noch normal Wasserstoff verbrennt (sogenannte “Hauptreihensterne”). Je kleiner ein Stern, desto langsamer verbrennt er den Wasserstoff, d.h. umso länger lebt er. Man kann ausrechnen, wie lange ein Stern einer bestimmten Größe Wasserstoff verbrennen kann. Die Größe der Sterne kann man wiederum aus ihrer Helligkeit und Farbe ableiten (Spektralklassen).

    Als dritte Möglichkeit der Altersbestimmung kann man die Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung messen. Je älter, desto kühler wird diese, weil die Rotverschiebung zunimmt.

    Alle drei Werte passen zusammen und ergeben ein Weltalter von 13,7 Milliarden Jahre.

    @Frank

    Ts, da ist der Papst schon weiter. Es war übrigens der Jesuit Georges Lemaître, der als erstes die Expansion des Weltalls entdeckt hat und somit den Grundstein für die Urknalltheorie gelegt hat. Allerdings hat er dies zunächst nur auf Französisch veröffentlicht, so dass Edwin Hubble lange Zeit als Entdecker galt. Lemaître war jedoch zu bescheiden, sich dagegen zu wehren; als er schließlich auch auf Englisch veröffentlichte, ließ er seine eigenen, älteren Schlussfolgerungen, die Hubble bereits auf Englisch veröffentlicht hatte, sogar weg, weil sie ja somit schon bekannt waren.

  22. #22 Bynaus
    21. November 2011

    Schöner Artikel! Bloss bei einem Punkt muss man vorsichtig sein: Die Erde hat sich nicht wirklich aus Enstatit-Chondriten (EC) gebildet. Sie hat zwar die gleiche Sauerstoff-Isotopenzusammensetzung wie diese (und einige andere Isotopenverhältnisse sind ebenfalls ähnlich), aber die Elementzusammensetzung von EC ist teilweise ganz anders. Auch sind die EC extrem reduziert (chemisch), was für die Erde mit ihren Wasserozeanen und ihrer Sauerstoffatmosphäre (!) nicht gelten kann.

    EC haben sicher irgend eine wichtige Verbindung zu dem Material, aus dem sich die Erde bildete. Aber sie sind nicht dieses Material. Man kann die Erde nicht aus irgend einer bekannten Meteoritengruppe bilden, und auch nicht aus einer Mischung der bekannten Gruppen – irgendwo gehts nie auf. Die heutigen Meteoriten sind (ähnlich wie bei Fossilien) “Überlebende” aus einem ursprünglich sehr viel grösseren Zoo von von verschiedensten Materialien, die einst vorhanden waren.

  23. #23 anfänger
    21. November 2011

    Hallo Florian
    Ich lese schon seit längerer Zeit dein Blog und möchte mich dafür bedanken. Sehr interessant und auch für Laien wie mich sehr verständlich geschrieben.

    Kannst du mir kurz erläutern welche Faktoren dafür zuständig sind, dass auf unsere Erde das Leben ermöglicht, bzw. auf andere Planeten nicht? Eine Atmosphäre haben andere Planeten ja auch. Ist es nur das Klima? Wenn ja, angenommen es gibt einen anderen Planeten mit den gleichen Verhältnissen, wie auf unsere Erde, ist das Existens von Leben dort dann auch zwingend?

    bitte kein Religionsunterricht @frank & co

  24. #24 Florian Freistetter
    21. November 2011

    @Bynaus: “Die Erde hat sich nicht wirklich aus Enstatit-Chondriten (EC) gebildet.”

    Hab ich das im Artikel so direkt gesagt? Muss nochmal nachlesen.

    Was ich sagen wollte war: ECs gab es früher im inneren Sonnensystem. Also müssen ECs auch zur Gruppe der Planetesimale gehören, die zum Bau der Erde verwendet worden sind. Das heisst nicht zwingend, dass NUR ECs verwendet worden sind (was ja nicht stimmt, wie du ja auch selbst sagst).

  25. #25 Florian Freistetter
    21. November 2011

    @anfänger: “WKannst du mir kurz erläutern welche Faktoren dafür zuständig sind, dass auf unsere Erde das Leben ermöglicht, bzw. auf andere Planeten nicht?”

    Es geht vor allem um die Temperatur. Ein Planet muss im richtigen Abstand zur Sonne sein, damit es nicht zu heiß und nicht zu kalt ist. Und natürlich geht es nur mit Atmosphäre. Ohne Atmosphäre gibt es Temperaturschwankungen von einigen 100 Grad, jenachdem ob die Sonne gerade scheint oder nicht. Leben wie wir es kennen, braucht Wasser und das gibts nur auf Planeten wo es zwischen 0 und 100 Grad hat. ZWINGEND ist das Leben vermutlich nicht, aber die meisten Wissenschaftler gehen wohl davon aus, dass sich dort wo sich leben entwicklen kann, es das auch tut.

  26. #26 Alderamin
    21. November 2011

    @anfänger

    Kannst du mir kurz erläutern welche Faktoren dafür zuständig sind, dass auf unsere Erde das Leben ermöglicht, bzw. auf andere Planeten nicht?

    Letztlich weiß niemand genau, welche Voraussetzungen für die Entstehung von Leben gegeben sein müssen, weil wir bisher nur einen einzigen Fall im Universum kennen: die Erde. Wir wissen insbesondere noch nicht, wie und wo der Übergang von der unbelebten Chemie zum Leben vor sich gegangen ist. Zwar hat man einfache Bausteine des Lebens sogar in Meteoriten gefunden, und das berühmte Miller-Urey-Experiment hat in relativ kurzer Zeit und auf kleinstem Raum Aminosäuren generieren können, aber das ist noch lange kein Leben. Alle möglichen Orte für die Entstehung des Lebens wurden diskutiert, von Gezeitentümpeln über heiße Quellen, Tiefseeschlote bis zum Inneren der Erde (auch im kilometertiefen Gestein finden sich heutzutage Archaebakterien), aber eine definitive Antwort gibt es noch nicht.

    Eine sehr konservative Annahme geht davon aus, dass ein Planet möglichst erdähnlich (in Bezug auf die frühe Erde) sein muss, um Leben entstehen zu lassen: Flüssiges Wasser, festes Land, eine Atmosphäre mit Methan und CO2, ein Mond der für Gezeiten und die Stabilität der Erdachse sorgt, Plattentektonik und Vulkanismus usw. Bei Exoplaneten können wir aber bisher bestenfalls die Größe, Masse und Entfernung vom Mutterstern feststellen, vielleicht in Zukunft auch eine Atmosphäre nachweisen. Bisher sucht man also nach Planeten in Erdgröße in der sogenannten “habitablen Zone” des Sterns, wo flüssiges Wasser gemäß der Bestrahlungsstärke durch den Stern möglich sein sollte.

    Im eigenen Sonnensystem spekuliert man hingegen auch über Leben außerhalb dieser Zone: im Inneren des Mars, im vermuteten Ozean unter dem Eispanzer des Jupitermondes Europa, im ebenfalls unter dem Eis des Saturnmondes Enceladus vorhandenen flüssigen Wasser, sowie unter der Oberfläche des Saturnmondes Titan, dessen Atmosphäre derjenigen der Urerde ähneln soll. Wenn man an solchen Orten dereinst Leben finden sollte, dann wäre es wohl im Weltall sehr häufig. Ansonsten können wir bisher nicht entscheiden, wie wahrscheinlich die Entstehung von Leben auf einem Planeten ist.

  27. #27 Bynaus
    21. November 2011

    @Florian: Ich hab auch nicht gesagt dass du das gesagt hättest. 🙂 Ich sagte bloss, man müsse vorsichtig sein, damit hier keine falschen Vorstellungen aufkommen.

  28. #28 anfänger
    21. November 2011

    @Florian, Alderamin

    ZWINGEND ist das Leben vermutlich nicht, aber die meisten Wissenschaftler gehen wohl davon aus, dass sich dort wo sich leben entwicklen kann, es das auch tut.

    Genau das verstehe nicht. Warum? Was führt dazu das Chemie, oder was auch immer zum leben mutiert? Ist das ein definierter Vorgang oder rein zufällig? Deshalb meinte ich zwingend..

    Btw: Wie man Sterne findet und untersucht, ist mir mehr oder weniger klar. Wie funktioniert das eigentlich mit Planenten? Das sind ja ansich dunkle Objekte. Erkennt man diese nur durch das wiederspiegeln der Strahlungen von Sterne?

  29. #29 Jochen O aus S
    21. November 2011

    @ anfänger: die Frage, wie aus Molekülen etwas Lebendiges wird, kann Dir heute wohl noch niemand schlüssig erklären, oder (@ all) sehe ich das falsch?… Und wie dann auch noch das Bewusstsein in das Lebendige gelangt – wird wohl immer oder noch lange im Bereich des Spekulativen liegen bleiben.
    Viele Deiner anderen Frage werden aber auch erschöpfend in bspw. diesem Podcast beantwortet: http://www.raumzeit-podcast.de/ Die Antworten sind aber auch in Florians Blog zu finden, dessen Spezialität gerade die Exoplaneten sind, wenn ich mich recht entsinne. –> Suche: “Exoplaneten”

    Gruß
    Jochen

  30. #30 Florian Freistetter
    21. November 2011

    @anfänger: “Erkennt man diese nur durch das wiederspiegeln der Strahlungen von Sterne? “

    Noch hat man ganz wenige Planeten direkt gesehen (d.h. das Licht direkt registriert, dass sie von ihrem Stern reflektieren). Das wird sich in Zukunft aber ändern. Dann kann man auch ihr Licht genauer untersuchen und herausfinden, ob es dort z.B. flüssiges Wasser gibt.

    Zur Entstehung des Lebens ist die Wikipedia sicher mal ein guter Ausgangspunkt für eine erste Übersicht: http://de.wikipedia.org/wiki/Chemische_Evolution

  31. #31 anfänger
    21. November 2011

    Danke für den Wiki Link .. werde das mal durchlesen.

    Das wird sich in Zukunft aber ändern.

    Nimmt micht jetzt wunder – was wird sich den ändern? Hast du eigentlich einen Blog Artikel dazu, wo ich mich erkundigen kann?

    Ganz nebenbei: Was für ein Buch (nur einen bitte) würdest du mir empfehlen über Astronomie? Mich interessieren vor allem die Basics, kann aber auch ruhig einbisschen herausfordernd sein 🙂

  32. #32 Florian Freistetter
    21. November 2011

    @anfänger: “Nimmt micht jetzt wunder – was wird sich den ändern? “

    Es wird bessere Teleskope und Instrumente geben und wir werden mehr sehen können 😉

    “Mich interessieren vor allem die Basics, kann aber auch ruhig einbisschen herausfordernd sein 🙂 “

    Schau mal ob du hier was findest: http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2011/11/bucher-uber-astronomie.php

  33. #33 andree schünemann
    21. November 2011

    hallo florian,ich lese schon seit ein paar jahren mit stets gleich bleibend (großer) begeisterung deinen blog und bin immer wieder erfreut über neue antworten die ich auf meine fragen hier finde.ein riesen dankeschön für die arbeit die du dir hier täglich machst.ich hab mich nie getraut einen kommentar zu schreiben denn ich bin nur amateur und kein wissenschaftler wie ihr .das heist ich kann nicht so mitreden wie ihr wissenschaftler untereinander, interressiere mich aber sehr für die astronomie,und dem wo kommen wir her was is da draussen noch alles usw . und will hier doch mal eine frage los werden die mir schon lange auf den nägeln brennt.:durch unser sonnensystem fliegen doch jede menge kleiner wie auch großer brocken und die ,die aus richtung sonne kommen sehen wir doch gar nicht .insofern kann es doch wirklich jede minute zu ende sein mit uns oder sehe ich das falsch? versteh mich nicht falsch ich bin keiner von den eso spinnern und stehe mit beiden beinen fest im leben ,glaube auch nicht an einen gott oder solchen quatsch ,ist nur eine gans nüchterne frage nach den fakten.beteilige mich auch an 2 projekten von “galaxy zoo” 1.dem klassifizieren von galaxien u.2.dem projekt icehunters .nochmals vielen dank für deine arbeit hier im blog und mach weiter so.
    es grüßt ,ein großer fan

  34. #34 Boron
    21. November 2011

    @Andree:
    Es ist ja nicht so, dass in der Sonne Asteroiden generiert werden, die dann Richtung Erde fliegen. Stattdessen haben diese Objekte eine Umlaufbahn um die Sonne. Wenn also ein größerer erdbahnkreuzender Asteroid aus Richtung Sonne auf uns zuflöge, dann flog er davor mal in Richtung Sonne und befand sich dann auch mal weit genug von der Sonne weg, sodass man ihn beobachten und aus seiner Bewegung die Bahn berechnen hätte können. Somit hätte man dann auch gewußt, ob er nach Umrundung der Sonne mit der Erde kollidieren würde. Fazit: so ein von dir geschildertes Überraschungsszenario ist äußerst unwahrscheinlich.

  35. #35 Florian Freistetter
    21. November 2011

    @andree: “t.ich hab mich nie getraut einen kommentar zu schreiben denn ich bin nur amateur und kein wissenschaftler wie ihr”

    Nur keine Hemmungen! Ich denke die Mehrheit der Leser (und auch der Kommentatoren) sind keine Wissenschaftler.

    “insofern kann es doch wirklich jede minute zu ende sein mit uns oder sehe ich das falsch?”

    Hu – schwierige Frage und bei all den potentiell ängstlichen Menschen die hier mitlesen, muss ich vorsichtig mit der Antwort sein. Ja, theoretisch schon. ABER es ist sehr, sehr, extrem unwahrscheinlich. Je größer ein Objekt ist, desto besser ist es zu sehen und desto größer die Chance, dass wir es schon lange vorher sehen. Die allermeisten der erdnahen Asteroiden haben wir schon entdeckt. Und die, die uns noch fehlen, würden wir sicher schon früher sehen, falls sie auf Kollisionskurs sind und nicht erst ne Minute vorher.

  36. #36 Mitleser
    21. November 2011

    Mal eine verrückte Frage:
    Wäre es theoretisch möglich, einen solchen auf uns zu rasenden Asteroiden mit einem gigantischen Laser oder einer Atomrakete zu zerbröseln oder von seiner Bahn abzulenken, sodass es uns nichts anhaben kann?
    Ich stelle mir das in etwa so vor: Astronom Freistetter meldet, dass Asteroid Y auf die Erde zurast. Die Menschheit realisiert recht schnell, dass nun die Kräfte schleunigst gebündelt werden müssen: DIe führenden Technologie- und Wissenschaftsmächte USA, Kanada, China, Russland, Europa, Südamerika, Australien und Japan tun sich zusammen, um die existenzbedrohende Krise abzuwenden. Es müsste doch möglich sein, den Asteroiden durch Raketen oder Laser oder was weiß ich von seiner Bahn abzulenken oder zu zerstören oder denke ich da jetzt total falsch?
    Desweiteren: Wenn die Menschheit alle Resourcen in die Entwicklung eines Raumschiffs stecken würde, so könnte doch auch dies gelingen, oder?
    Es fällt mir gerade auf, dass wir, Gott bewahre, in beiden Fällen echte NATUR-Wissenschaftler(tm) und Ingenieure(R) brauchen werden, die zumindest noch am ehesten das Überleben der Menschheit sicherstellen könnten in so einem drastischen Fall.

  37. #37 Florian Freistetter
    21. November 2011

    @Mitleser: “Wäre es theoretisch möglich, einen solchen auf uns zu rasenden Asteroiden mit einem gigantischen Laser oder einer Atomrakete zu zerbröseln oder von seiner Bahn abzulenken, sodass es uns nichts anhaben kann?”

    Naja, es gäbe wesentlich bessere Methoden um Asteroiden abzuwehren. Siehe hier: http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2011/11/wie-man-die-kollision-mit-einem-asteroiden-verhindert.php

  38. #38 irena
    21. November 2011

    was wird morgen kommen weltuntergang oder hab ich falsch gelesen ?? wird morgen weltuntergang kommen oder 2012

  39. #39 Alderamin
    21. November 2011

    anfänger·
    21.11.11 · 14:07 Uhr

    Wie funktioniert das eigentlich mit Planenten? Das sind ja ansich dunkle Objekte. Erkennt man diese nur durch das wiederspiegeln der Strahlungen von Sterne?

    Es gibt im wesentlichen die folgenden Methoden, um Planeten um andere Sterne nachzuweisen:

    1) direkt aufnehmen. Das funktioniert im Infrarotlicht, wenn der Planet groß, noch jung und heiß ist, und man den Mutterstern verdeckt. Das ist bei einigen wenigen Sternen gelungen, z.B. Beta Pictoris. Im allgemeinen funktioniert das mit heutigen Teleskopen nicht, die Planeten sind zu dunkel im Vergleich zu ihren Sternen, und sie stehen zu nahe bei ihnen. Auf jungen, heißen, großen Planeten wird man eher kein Leben vermuten; vielleicht auf einem ihrer Monde, aber dann erst in hunderten Millionen von Jahren.

    2) Nachweis über Lücken in Staubscheiben: Bei einigen wenigen anderen Sternen, um die sich gerade noch Planetensysteme bilden, kann man die Staubscheiben direkt sehen (z.B. bei Beta Pictoris, oder auch Wega). Wega hat dabei Rillen in der Staubscheibe, die darauf hinweisen, dass ein großer Planet sie freiräumt. Auch hier gilt: der Planet entsteht noch und er muss groß sein. Kein Ort für Leben.

    3) Die ersten Planeten außerhalb des Sonnensystems überhaupt wurden bei einem Pulsar gefunden. Das ist der Überrest eines zur Supernova gewordenen Sterns, der sich rasch dreht und dabei Radiopulse aussendet, die man messen kann. Die gefunden Planeten zerren an dem Pulsar, so dass er sich ein wenig hin- und herbewegt, was seine Pulse ein wenig verzögert oder beschleunigt. Aus der exakten Zeitmessung der Pulse konnte man auf drei Planeten auf drei verschiedenen Umlaufbahnen und ihre Massen schließen. Die gefundenen Planeten waren erdgroß und kleiner, aber nach einer Supernova wohl steril. Außerdem leben Sterne, die zur Supernova werden, wohl nicht lange genug, um die Entwicklung von Leben auf ihren Planeten zuzulassen.

    4) Man beobachtet das “Taumeln” eines Sterns, an dem ein großer Planet zerrt, ähnlich wie beim Pulsar, nur eben direkt sichtbar. Wurde früher mal vorgeschlagen. So viel ich weiß ist so noch nie ein Planet gefunden worden, dazu müsste er wirklich riesig und der zugehörige Stern klein sein. So findet man eher dunkle, massive Begleiter (z.B. Schwarze Löcher) von Sternen.

    Das waren bisher eher die exotischen Methoden. Nun zu denen, die wirklich Masse abwerfen:

    5) Die Doppler-Methode. Wie beim Pulsar oben zerren die Planeten an ihrem Mutterstern, dessen Lichtspektrum gemessen wird. In dem Spektrum finden sich dunkle Linien, die von den chemischen Elementen in der Sternenatmosphäre herrühren. Wenn sich der Stern auf uns zubewegt, werden diese Linien ein wenig zum blauen Ende des Spektrums verschoben, wenn er sich entfernt, zum roten Ende hin. Aus der exakten Messung dieser Linienverschiebung kann man auf die Umlaufzeit und Masse des kreisenden Planeten schließen (bzw. auch auf mehrere Planeten, falls vorhanden). Allerdings mal sinus des unbekannten Winkels, in dem die Bahn relativ zu uns geneigt ist: blicken wir genau von oben auf die Bahn, gibt es gar keine Verschiebung, sinus Winkel = 0; blicken wir auf die Kante der Bahn, dann ist die Verschiebung maximal und wir kennen die genaue Masse, sinus Winkel = 1. Mit dieser Methode wurden so um die 400-500 Planeten gefunden. Sie findet besonders gut große Planeten mit engen Umlaufbahnen, also eher wieder keine Planeten, die Leben beherbergen könnten.

    6) Schließlich – tada – die Transitmethode. Diese misst den Helligkeitsabfall eines Sterns, wenn ein Planet vor ihm vorbeizieht. Wenn Jupiter vor der Sonne vorbeizöge, würde das ihre Helligkeit um ca. 1% abschwächen. Die Erde würde aber nur eine Helligkeitsänderung von 0,0084% verursachen. Das ist extrem schwer zu messen, aber es geht. Man muss natürlich das Glück haben, genau auf die Kante der Bahn zu schauen, damit der Planet nicht über oder unter seiner Sonne durchläuft. Die Chance, dass ein Planet im Abstand der Erde von der Sonne vor seinem Stern von Sonnengröße durchläuft, liegt bei ca. 1:200. Man muss also viele Sterne beobachten, um fündig zu werden. Der Satellit Kepler misst 145000 Sterne gleichzeitig, die er die ganze Zeit beobachtet. Er hat bereits um 1300 Planetenkandidaten gefunden (nicht jede Verdunklung muss ein Planet sein, aber über 90% sollten es bei Keplers Kandidatenliste sein), darunter Planeten kleiner als die Erde, auch 5 Stück davon in der habitablen Zone, und ein System mit 6 Planeten. Die Mission ist jedoch noch im Gange und die Auswertung wird noch eine Weile dauern. Das Aufspüren von Planeten mit mehrjährigen Umlaufzeiten dauert logischerweise mehrere Jahre, man muss 3-6 Umläufe messen, um sicher zu sein.

    Ich hoffe, das war verständlich erklärt.

  40. #40 Florian Freistetter
    22. November 2011

    @irena: !”wird morgen weltuntergang kommen oder 2012 “

    Es wird weder heute, noch morgen noch 2012 einen Weltuntergang geben! http://2012faq.de

  41. #41 Florian Freistetter
    22. November 2011

    Ja, mir ist aufgefallen, dass hier alles etwas schief läuft und es Fehlermeldungen gibt. Nein, ich kann dagegen nichts tun. Ich blogge hier nur und habe auf die Technik ABSOLUT KEINEN Einfluss. Die zuständigen Techniker sind in den USA und liegen im Bett. Wenn ihr Kommentare schreibt, dann kommen die zwar durch, es erscheint aber eine Fehlermeldung. Wenn ihr dann auf “Nochmal Laden” klickt, dann erscheint der Kommentar doppelt, und es kommt wieder eine Fehlermeldung. Usw. Also einfach die Fehlermeldung ignorieren. Ich kann leider nichts dagegen machen.

  42. #42 anfänger
    22. November 2011

    @Alderamin
    zuerst einmal besten Dank für die ausführliche Information, ist nicht selbstverständlich

    Ich hab mal mit Hilfe deiner Inputs nachgeforscht – auch unter wiki: http://de.wikipedia.org/wiki/Kepler_(Weltraumteleskop)
    was ich nirgends gefunden habe ist, wie man nun das Existenz von Lebewesen auf den planeten beweisen kann? so wie ich das bis jetzt verstanden habe, geht die Suche ja zurzeit nur nach möglichen Planeten, welche theoritisch das Existenz von Lebn ermöglichen würden. Aber die Planeten selbst “sieht” man ja nicht. Oder habe ich da was übersehen?

    Btw: kann man anhand einer wahrscheinlichkeitstheorie ausrechnen wieviel Planeten erdähnlich sein müssen auf einer bestimmten Anzahl von Sternen/Galaxien? So wie ich das im Kopf habe, ist ja unser universum ziemlich gleichmässig aufgebaut.

  43. #43 Alderamin
    22. November 2011

    @anfänger

    was ich nirgends gefunden habe ist, wie man nun das Existenz von Lebewesen auf den planeten beweisen kann?

    Eigentlich gar nicht, wenn man nicht hinfliegt und nachschaut (was natürlich nur in unserem Sonnensystem machbar ist). Es ist nun aber so, dass z.B. Sauerstoff ein Element ist, das sich gerne an andere bindet (z.B. bei der Verbrennung, oder der Atmung). Sauerstoff gibts auf der Erde als Molekül in der Atmosphäre nur wegen der Aktivität der Pflanzen. Und Methan ist ein Gas, das bei biologischen Aktivitäten wie Fäulnis entsteht und normalerweise schnell vom Sonnenlicht zerlegt oder chemischen Prozessen zerlegt wird. Wenn man also Sauerstoff und Methan in einer Planetenatmosphäre fände, wäre das ein möglicher Hinweis auf Leben.

    Aber erstens muss ja nicht auf jedem belebten Planeten pflanzliche Photosynthese entstehen oder schon entstanden sein. Wir könnten so viele bewohnte Welten übersehen.

    Zweitens könnte z.B. Methan auch aus anderen Quellen wie Vulkanismus stammen (auf Mars hat man Methan in der Atmosphäre gefunden und streitet nun, ob das biologischen Ursprungs ist).

    Und drittens kann man auf diese Weise nur primitives Leben nachweisen, aber keine Tiere oder intelligente Außerirdische. Die Hauptquelle von Sauerstoff sind Algen und Cyanobakterien, die von Methan ebenfalls Bakterien.

    Es bleiben am Ende immer Zweifel. Es sei denn, dass uns mal jemand eine Nachricht senden sollte.

  44. #44 Alderamin
    22. November 2011

    @anfänger

    Ach, sieh’ an, im Thread nebenan hat Florian einen eigenen Artikel zum selben Thema verlinkt.

  45. #45 Boron
    23. November 2011

    @anfänger

    Btw: kann man anhand einer wahrscheinlichkeitstheorie ausrechnen wieviel Planeten erdähnlich sein müssen auf einer bestimmten Anzahl von Sternen/Galaxien? So wie ich das im Kopf habe, ist ja unser universum ziemlich gleichmässig aufgebaut.

    Es gibt eine Gleichung, die mal entwickelt wurde, um grob abschätzen zu können, wieviele technisch entwickelte Zivilisationen in der Milchstraße existieren – die sogenannte Drake-Gleichung. Im Prinzip enthält diese Gleichung auch die Antwort auf deine Frage, nämlich in Gestalt des Produktes der ersten drei Faktoren: Anzahl der Sterne in der Milchstraße (geschätzt ca. 400 Mrd.), Anteil davon mit Planeten (geschätzt ca. 50%) und Anzahl entsprechender Planeten, auf denen sich theoretisch Leben entwickeln könnte (heißt: ausreichende Masse, Orbit in der habitablen Zone des Sterns, etc.). Bislang sind 703 Exoplaneten, entdeckt worden. Für 464 wurde ermittelt, dass sich deren Orbit zumindest teilweise innnerhalb der habitablen Zone um das Zentralgestirn befindet. Das sind also 66%. Nimmt man an, dass es sich hierbei um terrestrische Planeten handelt, oder um Gasriesen mit mindestens einem ausreichend großen terrestrischen Mond, kann man diesen Wert für den dritten Faktor in die Gleichung einsetzen und erhält dann einen Wert von 132 Mrd. “erdähnliche” Planeten oder Monde in der Milchstraße.
    Das ist aber kein sonderlich verlässlicher Wert weil alle Faktoren in der Gleichung nur auf Schätzungen bzw. Hochrechnung äußerst dürftiger Daten beruhen. Aber er liefert zumindest mal eine Größenordnung.

    Hier kann man übrigens mal ein wenig mit der Drake-Gleichung herumspielen…

  46. #46 Blacky
    25. November 2011

    Ich hoffe in diesem Beitrag wird nicht allzusehr “gebrehmert”.