Ohne Tektonik geht nix! (Bild: NOAA, public domain)
Und da stellt sich natürlich eine Frage: Haben wir auf der Erde einfach Glück gehabt, dass wir bei der Entstehung des Planeten eine ausreichende Menge an radioaktiven Elementen mit bekommen haben? Oder gehören sie zur Grundausstattung eines jeden Planeten dieser Art? Ohne genaue geologische Untersuchungen auf extrasolaren Planeten lässt sich das natürlich nicht konkret beantworten. Aber man kann zumindest brauchbare Hinweise bekommen, wenn man sich andere Sterne ansieht. Denn Sterne und ihre Planeten entstehen ja aus der gleichen großen Wolke aus Gas und Staub (und mit Staub sind hier immer alle möglichen chemischen Elemente gemeint, nicht nur das, was zuhause hinterm Sofa liegt). Die Menge an verschiedenen Elementen die für den Bau von Planeten zur Verfügung stehen spiegelt sich in gewissen Ausmaß auch in der Menge an Elementen wieder, die man in einem Stern finden kann. Und das lässt sich herausfinden, wenn man dessen Licht spektroskopisch untersucht.
Die Forscher der Ohio State University haben sich also sonnenähnliche Sterne angesehen und überprüft, wie es dort mit der Menge radioaktiver Elemente aussieht. Und mit Modellrechnungen am Computer simuliert, wie, wo und in welcher Verteilung man sie in etwaigen terrestrischen Planeten finden würde, die diese Sterne umkreisen. Insgesamt waren es 14 Sterne, die untersucht worden sind. Bei sieben davon hatte man schon Planeten entdeckt (wenn auch keine “zweiten Erden”); bei sieben davon hat man gesucht, aber nichts gefunden. Die Resultate der Wissenschaftler zur Menge an radioaktiven Thorium in diesen Systemen waren interessant, aber nicht unbedingt eindeutig. Hier sieht man zum Beispiel eine Übersicht zur Menge an Thorium im Vergleich zur Menge an Silicium für die einzelnen Sterne:
Die x-Achse gibt die Menge an Silicium an (im Verhältnis zur Menge von Wasserstoff); die y-Achse die Menge des Thoriums (im Verhältnis zur Menge des Silicium). Die gefüllten Symbole sind Sterne ohne Planeten; leere Symbole Sterne mit Planeten und die Sonne ist durch das Dreieck markiert. Das sind die Ergebnisse, die man für die Entstehungszeit der Sterne (und Planeten) erwartet und wie man sieht, gibt es zwar eine erkennbare Trennung zwischen Sternen mit und ohne Planeten, wenn man das Silicium betrachtet aber beim Thorium ist alles ein bisschen mehr durcheinander.
Wenn man das umrechnet auf die Menge an Thorium in eventuell entstandenen terrestrischen Planeten dann findet man dabei Variationen die von 59% der bei uns vorhandenen Menge bis hin zu 251% der bei uns vorhandenen Menge reichen. Wie sich das auswirkt, zeigt dieses Diagramm. Man sieht, wie sich Wärmemenge und Temperatur im Mantel etwaiger Planeten im Computermodell im Laufe von 12 Milliarden Jahren entwickelt haben. Die drei Kurven geben unterschiedliche Mengen von Thorium an, die dem Fall der Erde und den beiden oben genannten Extremwerten entsprechen (im unteren Bild für die Entwicklung der Temperatur ist man einmal von einem Startwert bei 1500 Kelvin und einmal von 3500 Kelvin ausgegangen):
Wie gesagt, es lassen sich daraus (noch) keine irgendwie allgemeingültigen Regeln ableiten. Aber die Untersuchung zeigt auf jeden Fall, dass die Bedingungen bei anderen Planeten durchaus sehr unterschiedlich sein keinen und nicht denen ähneln müssen, die wir hier von der Erde kennen. Sie zeigt aber auch, dass andere terrestrische Planeten sehr viel mehr radioaktive Elemente in ihrem Inneren haben können. Diese Planeten hätten dann auch viel mehr Energie zur Verfügung was die Chancen vergrößern könnte, das dort lebensfreundliche Bedingungen herrschen. Denn wenn ein Planet selbst relevante Mengen an Wärme in seinem Inneren produziert, dann ist er nicht so sehr darauf angewiesen, wie viel er von seinem Stern bekommt. Es könnte dann dort auch außerhalb der klassischen “habitablen Zone” Planeten geben, die ausreichend lebensfreundlich sind.
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