Vor 20 Jahren kannten wir noch keine einzigen Planeten, der nicht unsere Sonne umkreiste. Heute wissen wir, dass extrasolare Planeten vollkommen normal sind. Es gibt sie überall und die Raumsonde und Teleskope der Zukunft werden sicherlich noch ein paar hunderttausend von ihnen finden. Wir haben mittlerweile das Stadium der Suche erreicht, wo wir die Planeten nicht einfach nur finden wollen, sondern wo wir diese Planeten auch im Detail charakterisieren möchten. Ok, wie die Planeten im Detail aussehen, wollte man früher natürlich auch schon wissen. Aber da konnte man schon froh sein, wenn man die Himmelskörper überhaupt fand; irgendwelche Details waren nicht zu bekommen. Mittlerweile sind unsere Instrumente aber gut genug, um ein wenig mehr über die Planeten herauszufinden und bald werden sie so gut sein, dass wir auch die Atmosphären der meisten Planeten untersuchen können. Und dann können wir uns auch auf die Suche nach Leben machen…

Natürlich werden wir etwaiges Leben auf anderen Planeten nicht sehen können. Wer auf Bilder von Alien-Planeten mit hell-erleuchteten Städten und Raumhäfen wartet, wird enttäuscht werden. Aber wir können in der Atmosphäre von Planeten nach sogenannten “Biomarkern” suchen. Das sind Gase, deren Existenz auf die Anwesenheit von Leben zurückzuführen sind. Zum Beispiel Sauerstoff bzw. Ozon. Den haben auf der Erde erst die Lebewesen geschaffen und wenn das Leben auf unserem Planeten aussterben würde, würde auch der Sauerstoff nach ein paar Millionen Jahren verschwinden. Wenn wir Sauerstoff in der Atmosphäre eines Exoplaneten finden, dann ist das ein guter Hinweis auf die mögliche Existenz von Leben (ja ich weiß, es kann auch Leben geben, das ganz anders ist – aber nach dem können wir nicht suchen).

Aber wie beobachtet man die Atmosphäre von Exoplaneten? Nicht direkt, dafür sind die Planeten zu klein, zu weit weg und die Teleskope zu schwach. Aber es gibt Möglichkeiten! Bei einem Transit zum Beispiel: Wenn der Planet von uns aus gesehen vor seinem Stern vorüber zieht, dann scheint das Sternenlicht für einen kurzen Zeitraum durch die Planetenatmosphäre. Dieses “gefilterte” Sternenlicht kann uns viel über die Zusammensetzung der Atmosphäre verraten – ich habe das hier am Beispiel der Venus genauer erklärt.

Das Problem an der Sache ist, dass man auch mit geplanten neuen Weltraum-Teleskopen wie dem riesigen James-Webb-Space-Telescope (JWST) eine sehr lange Beobachtung nötig ist, um eine Chance zu haben, etwas zu finden. Aber vielleicht lässt sich die Sache abkürzen, wenn man am richtigen Ort sucht. Zum Beispiel bei weißen Zwergen! Da die weißen Zwerge viel kleiner sind als normale Sterne, würde auch ein größerer Prozentsatz ihres Lichts durch die Atmosphäre eines etwaigen Planeten scheinen. Die gesuchten Signale der Biomarker sind deswegen hier deutlicher zu sehen. Aber: Weiße Zwerge? Das sind doch tote Sterne… warum soll man da nach Planeten suchen? Noch dazu nach Planeten mit Leben?

Die Sterns Sirius A und Sirius B. Sirius B ist ein weißer Zwerg – er ist als kleiner heller Punkt links unten zu sehen (Bild: NASA, ESA, H. Bond (STScI), and M. Barstow (University of Leicester )

Es stimmt schon: ein weißer Zwerg ist das, was nach dem Tod eines sonnenähnlichen Sterns übrig bleibt. Wenn unsere Sonne am Ende ihres Lebens keinen Wasserstoff mehr für die Kernfusion übrig hat, wird sie zuerst unter ihrem eigenen Gewicht zusammenfallen und heißer werden. Dadurch werden andere Kernfusionsprozesse gestartet, die dazu führen, dass die Sonne heißer brennt als vorher und sich ausdehnt. Sie wird ein roter Riese werden, bei der Ausdehnung Merkur, Venus und vielleicht auch die Erde verschlucken. Sie wird sich so stark und schnell ausdehnen, dass die Sonne die äußeren Schichten ihrer Atmosphäre komplett ins All schleudert und nur der heiße, dichte Kern übrig bleibt. Dieser Kern ist nur noch so groß wie die Erde, aber enorm dicht und schwer. In ihm findet keine Kernfusion mehr statt; der Kern kühlt einfach nur noch ab. Das ist ein weißer Zwerg und auch wenn es seltsam klingt, kann es dort trotzdem Planeten und sogar Leben geben.

1 / 2 / Auf einer Seite lesen

Kommentare (23)

  1. #1 Marcus
    12. Februar 2013

    Haben solche Planeten denn überhaupt Zeit, Leben zu entwickeln? Da in einem weißen Zwerg keine Energie mehr erzeugt wird kühlen die doch aus und hören irgendwann auf zu leuchten, oder?

  2. #2 Florian Freistetter
    12. Februar 2013

    @Marcus: “Haben solche Planeten denn überhaupt Zeit, Leben zu entwickeln?”

    Hab ich im ARtikel erwähnt: Die weißen Zwerge kühlen lange genug aus, dass die Zeit für die Entwicklung von Leben reicht.

  3. #3 Hermann Leopold
    Bremen
    12. Februar 2013

    Nun ja, “Und da die weißen Zwerge sehr, sehr lange brauchen, [..]” – sehr sehr lange ist genau die Zeit, die ich morgens im Bad verbringe. Aber Du hast recht, die zweite Hälfte des Satzes beantwortet die Frage.

  4. #4 Nyarlathotep
    12. Februar 2013

    soweit ich weiß, dauert es mindestens 1 billiarde jahre, bis ein weißer zwerg komplett ausgekühlt sein würde, d.h. keinerlei sichtbares licht mehr ausstrahlt und auf nahezu den absoluten nullpunkt abgekühlt wäre. dann ist aus dem weißen ein schwarzer zwerg geworden. da das universum aber noch nicht alt genug ist, sind schwarze zwerge bisher rein hypothetisch, da man nirgends einen beobachten kann, weil es sie einfach noch nicht gibt. aber rein theoretisch ist die entwicklung zu einem schwarzen zwerg sehr wahrscheinlich, wenn einfach nur genug zeit vergangen ist.

    hier muss man sich jedoch die frage stellen, ob das universum an sich überhaupt alt genug wird, damit es jemals schwarze zwerge geben kann. bezüglich der aktuellen hypthesen zum ende des universums, wäre das eigentlich nur bei einem big chill möglich, da nur dann das universum lange genug existieren würde.

  5. #5 Alderamin
    12. Februar 2013

    @Nyarlathotep

    Da sich das Universum beschleunigt ausdehnt, bleibt außer dem Big Chill nach derzeitigem Wissenstand kaum eine andere Variante übrig.

  6. #6 Nyarlathotep
    12. Februar 2013

    test. irgendwas stimmt hier grad mit dem schreiben von kommentaren nicht.

  7. #7 Nyarlathotep
    12. Februar 2013

    würde eine sich ständig beschleunigende ausbreitung (stichwort: dunkle energie) nicht eher zu einem big rip, als zu einem big chill führen? bei einem big chill hingegen müsste sich das universum mit konstanter geschwindigkeit bis in alle ewigkeit ausbreiten. wenn es jedoch stimmt, dass die ausbreitung der raumzeit immer schneller wird, ist irgendwann ein kritischer punkt überschritten und alles im universum wird auseinander gerissen. und das würde dann bereits in maximal 50 milliarden jahren passieren. dann wäre schicht im schacht.

    wobei es ja selbst im falle eines big rips noch nicht klar ist, wie genau dieser big rip aussehen würde. es gibt diverse varianten, die auch nur zu einem sogenannten partiellen big rip führen würden, der nur einige regionen des universums betreffen würde, z.b wenn die beschleunigung der ausbreitung nur bis zu einem bestimmten punkt bzw. bis zu einem bestimmten maß stattfinden würde.

  8. #8 Markus Pioch
    12. Februar 2013

    Ich dachte dass Phil Plait auf Bad Astronomy das Thema vor einiger Zeit schon behandelt hätte, aber ich hab mich geirrt:

    http://www.slate.com/blogs/bad_astronomy/2013/02/06/another_earth_new_study_indicates_the_nearest_earth_like_world_could_be.html

    In dessen Artikel ging es um Rote Zwerge – nicht Weisse, ist aber trotzdem passend, wie ich finde. In dem Fall wurden Keplerdaten auf Rote Zwerge nach Planeten in der Habitablen Zone durchsucht. Daraufbasierende Statistik kommt darauf dass im Schnitt alle 13 Lichtjahre ein solches System existieren sollte. Eine sehr coole Vorstellung. Meine Frage wäre deswegen – warum hat man sowas noch nicht in den weissen Zwergen gefunden? In den Keplerdaten sollte die ja auch zu finden sein. Sind die einfach viel seltener?

  9. #9 Hans
    12. Februar 2013

    Das JWST müsste aber auch erst mal gesatartet werden, um irgendwas messen zu können. Aber das scheint sich bisher ja ziemlich zu verzögern…

  10. #10 Nyarlathotep
    12. Februar 2013

    @markus pioch

    ich denke mal, dass weiße zwerge doch anteilmäßig sowieso deutlich seltener vorkommen als rote zwerge. rote zwerge gibt es in unserer galaxie verdammt viele. 70% aller bekannten sterne in der milchstraße sind rote zwerge. selbst alte rote zwerge existieren ja schon sehr sehr lange. im gesamten universum hat noch niemals ein roter zwerg sein ende gefunden, daher ist ja z.b. auch noch gar nicht so definitiv bekannt, in was sich ein roter zwerg zu ende seiner lebenszeit überhaupt verwandelt, da einfach noch kein roter zwerg alt genug ist.

    da rote zwerge so alt werden, haben sich mit der zeit natürlich anzahlmäßig genug im universum angesammelt. weiße zwerge hingegen entstehen ja nur bei sternen mit einer anfangsmasse von mindestens 0,8 bis max. 8 sonnenmassen. dass sterne zu weißen zwergen wurden, ist daher seit beginn des universums sicher auch schon häufig genug passiert, jedoch dürfte dennoch die zahl der roten zwerge deutlich höher sein, zumal man bedenken muss, dass ein teil der weißen zwerge ja noch nachträglich durch akkretion zu neutronensternen wurden. da also weiße zwerge selbst bereits seltener sind, sind auch planeten um weiße zwerge seltener. zudem muss man ja noch bedenken, dass es sich bei den planeten um weiße zwerge herum meist um welche handelt, die erst NACH dem tod des sterns entstanden sind, da viele planeten in der habitablen zone beim roten-riesen-stadium des sterns verglühen. und ob sich danach nochmal neue planeten in der habitablen zone bilden, ist kein muss. es KANN passieren. also auch aus diesem grund sind planeten in der habitablen zone von weißen zwergen deutlich seltener als planeten in der habitablen zone von roten zwergen.

  11. #11 Nyarlathotep
    12. Februar 2013

    achja und mit guter wahrscheinlichkeit sind planeten in der habitablen zone von weißen zwergen auch generell deutlich kleiner. supererden dürften dort also eher die ausnahme bilden. und um kleinere exoplaneten zu entdecken, sind unsere teleskope und instrumente noch nicht fein genug bisher.

  12. #12 Alderamin
    12. Februar 2013

    würde eine sich ständig beschleunigende ausbreitung (stichwort: dunkle energie) nicht eher zu einem big rip, als zu einem big chill führen?

    Nein, die Vakuumenergie, die die Expansion wohl antreibt, ist konstant, es treibt ein Längenelement in einer gewissen Zeit um einen festen Faktor auseinander (gemäß des Hubble-Parameters, der anscheinendmit der Zeit eher etwas kleiner wird). Allerdings bedeutet dies, dass ein bestimmtes Objekt sich immer schneller von uns entfernt – je größer die Entfernung schon ist, desto mehr an absoluter Entfernung kommt bei einer Streckung um einen konstanten Faktor pro Zeiteinheit hinzu.

    Da Atome und selbst Sterne innerhalb von Galaxien aneinander gebunden bleiben, wird es sie nie zerreissen (Big-Rip-Szenario). Nur wird die Riesengalaxie, die einmal aus der lokalen Gruppe hervorgehen wird, irgendwann keine andere Galaxie mehr in Sichtweite haben. Und zukünftige Astronomen auf Planeten in dieser Galaxie werden keine Möglichkeit haben, jemals etwas über den Urknall und die Expansion des Raums zu erfahren.

  13. #13 frantischek
    12. Februar 2013

    Zu den weiter oben in den Kommentaren erwähnten Planeten um rote Zwergsterne ist erst letzte Woche eine Arbeit rausgekommen.

    Our Sun is surrounded by a swarm of red dwarf stars. About 75 percent of the closest stars are red dwarfs. Since 6 percent of those should host habitable planets, the closest Earth-like world is likely to be just 13 light-years away.

    http://www.cfa.harvard.edu/news/2013/pr201305.html

  14. #14 frantischek
    12. Februar 2013

    Aha, ich seh gerade das sich der oben verlinkte Artikel von Bad Astronomy eh auf die von mir genannte Arbeit bezieht. Damit geht der Informationswert meines Posts wohl gegen Null… 🙁

  15. #15 rolak
    12. Februar 2013

    Informationswert → Null

    Wieso, frantischek? Der Neuigkeitswert vielleicht…

  16. #16 Alderamin
    12. Februar 2013

    @Florian

    Aber wie beobachtet man die Atmosphäre von Exoplaneten? Nicht direkt, dafür sind die Planeten zu klein, zu weit weg und die Teleskope zu schwach.

    Was auf jeden Fall für die hier betrachteten terrestrischen Planeten in der habitablen Zone gilt. Interessanterweise habe ich gerade in der Sky&Telescope vom November 2012 gelesen, dass es einem Team der Universität Leiden gelungen sei, Kohlenmonoxid in der Atmosphäre eines heißen Jupiters, der Tau Boötis umkreist, nachzuweisen, und zwar ohne Transit (und ohne James-Webb-Teleskop!) Man machte sich zu Nutze, dass der Planet selbst recht heiß (1500° C) ist und im Infraroten glüht, wo der Kontrast zum Mutterstern geringer ist als im Visuellen. Die Linien des Planeten hat man aus dem Spektrum des Sterns kitzeln können, weil sie sich periodisch mit der Bewegung des Planeten verschoben. Man hofft, auch noch Methan und Wasserdampf nachzuweisen.

    Das sei der erste Nachweis von Spektrallinien eines Nicht-Transitplaneten überhaupt.

  17. #17 Nyarlathotep
    12. Februar 2013

    @alderamin

    danke für den aufklärenden kommentar. klingt auch logisch. auch ein konstanter faktor kann für eine immer größer werdende entfernung pro zeiteinheit sorgen. also hat sich die sache mit dem big rip quasi mittlerweile erledigt?

    gut, auch der big crunch kann ja bereits seit längerem mit ziemlicher wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden. also bleibt wohl wirklich nur noch der big chill übrig. aber könnte es nicht sein, dass das universum vielleicht noch ein ganz anderes schicksal widerfährt? eines, dessen natur wir noch gar nicht erkannt haben? was ist wenn das universum vielleicht gar kein ende hat? soweit ich weiß würde das universum ja nur dann ein ende haben, wenn es ein in sich abgeschlossenes physikalisches system ist. davon geht man zwar heute aus, aber man weiß es nicht wirklich. was ist, wenn es das nicht ist?

  18. #18 bikerdet
    12. Februar 2013

    Das Ende des Universums ist so definiert, das es keinerlei energetische Aktivität gibt. Der Big Chill hat nichts mit einem Ende der Ausdehnung zu tun. Irgendwann sind alle Sonnen ausgebrannt, alle roten Zwerge schwarz geworden und alle schwarzen Löcher verdampft. Alles Licht im Universum ist erloschen. Tatsächlich ist natürlich noch die gesamte Masse vorhanden. Aber so weit verteilt, das sie nicht mehr interagieren kann. Ob es sich dann noch ausdehnt ist mE genauso sinnlos wie die Frage was vor dem Urknall war …

    Wenn Du mit Deiner Frage auf ein Multiversum anspielst, Durchgang per Wurmloch, so ist dies genauso spekulativ. Ich habe mal von der Theorie gelesen, fragt aber bitte nicht wo, das die Materie nicht im schwarzen Loch bleibt, sondern ebenfalls durch das Wurmloch in ein paralleles Universum abfließt und dort, wegen seiner ‘Fremdartigkeit’ als ‘Dunkle Energie’ erscheint. Die Verformung der Raumzeit erfolgt also durch das Wurmloch, nicht durch die Gravitation.
    Beweise = Null, Glaubwürdigkeit = mE. ebenfalls Null. Aber eine zumindest oberflächliche Schlüssigkeit. Gegen wieviele Naturgesetze sie verstößt weis ich nicht. Da sie aber keinerlei Aussagen darüber macht, wie die ‘dunkle Energie’ in unser Universum gelangt und auch nur im Vakuum ‘erscheint’ , also ohne Wurmloch, eher unglaubwürdig.

  19. #19 Alderamin
    13. Februar 2013

    @Nyarlathotep

    Im Prinzip denkbar wären noch folgende Möglichkeiten:

    – Die Hubble-Expansion ändert sich aus irgendeinem Grund; dann wäre sogar ein Big Crunch wieder drin. Die Frage wäre, warum sie das tun sollte. Dazu müsste es noch irgendeine Kraft geben, die wir bisher übersehen haben, oder dergleichen. Z.B. fand nach dem Urknall aufgrund der wechselseitigen Gravitation zunächst eine Verlangsamung der Expansion statt, die aber schliesslich von der dunklen Energie kompensiert bzw. überkompensiert wurde. Es gibt, glaube ich, auch Forscher, die in Erwägung ziehen, dass die beschleunigte Expansion nur in dem von uns überblickten Raumbereich stattfände und darüber hinaus würde sie sich verlangsamen, wenn ich mich da richtig entsinne.

    – Es findet irgendwann ein Vakuumzerfall statt, der ähnlich dem Phasenübergang von kosmologischer Inflation zur heutigen Expansion vonstatten ginge und evtl. die Naturgesetze komplett ändern würde.

    Roger Penrose hat Recht und unser Universum ist der bereits stattfindende Urknall des nächsten.

    Das sind allerdings alles sehr hypothetische Möglichkeiten, die wir vermutlich nie verifizieren (oder vielmehr falsifizieren) können.

  20. #20 Quantenzaubermilch
    Lentia
    14. Februar 2013

    Gibt es eig. Berechnungen darüber wie lange sich ein solcher Planet (um einen weißen Zwerg) in einem lebensfreundlichen Temperaturbereich befinden könnte?

  21. […] der Frage, ob auch tote Sterne von bewohnbaren Planeten umkreist werden. Ich habe erst kürzlich über eine Analyse geschrieben, die zeigte, dass sich besonders weiße Zwerge gut eignen, um dort nach Planeten und etwaigen […]

  22. […] sind ein interessantes Thema – ich habe früher schon darüber geschrieben, zum Beispiel hier und hier. Die Beobachtung von Asteroiden, die auf weiße Zwerge fallen, ist nicht nur an sich schon […]

  23. #23 Robs
    Deutschland
    24. November 2017

    In deinen Aufführungen bringst du eins durcheinander. Geologische Aktivität spielt eine wichtige Rolle für das Leben. Ein flüssiger Kern aus Metall sorgt für ein Magnetfeld und zudem wurde ein Zusammenhang zwischen Leben und Vulkanismus schon erbracht. Ein neu aufgeheizter Planet ist aus dieser Sicht gar nicht so schlecht.
    Das Problem liegt eher darin, dass der sterbende Stern die gesamte Atmosphäre des Planeten auf diese Weise entreißt. Desweiteren ist es äußerst unwahrscheinlich, dass ein Planet wieder in die habitable Zone wandert. Eine zwangsweise gebundene Rotation bringt weitere Probleme.

    Allgemein halte ich es für unmöglich, dass sich in der Nähe eines weißen Zwergs abermals Leben entwickeln könnte.
    Eine hochentwickelte Zivilisation wäre aber vielleicht dazu in der Lage einen Planeten künstlich in die habitable Zone zu “schieben” und diesen neu zu terraformen.
    Weiße Zwerge sind aufgrund ihres konstanten und langlebigen Energieausstoß über viele Milliarden Jahre sehr “attraktiv”