Forschung

Wasser auf Monden sternenloser Planeten

10.06.2021 - Berechnungen zeigen, dass die Monde auch eine Atmosphäre haben können.

Wasser ist ein Lebenselixier. Daher suchen Wissenschaftler nach anderen Wasser­vorkommen im Universum. Jenseits der Erde konnte allerdings die Existenz von Flüssigwasser noch nicht direkt belegt werden. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass einige Monde in unserem äußeren Sonnensystem unter ihrer Oberfläche Ozeane aus flüssigem Wasser beherbergen könnten. Dazu gehören beispielsweise der Saturnmond Enceladus und die Jupitermonde Ganymed, Kallisto und Europa. Wie sieht es aber mit Wasser­vorkommen auf Monden außerhalb unseres Sonnensystems aus? Die Physiker des Exzellenz­clusters Origins, Barbara Ercolano und Tommaso Grassi von der LMU München, unter­suchten daher in Kooperation mit der University of Concepsion in Chile mit mathe­matischen Methoden, ob sich Wasser auf einem Mond bilden kann, der einen frei­schwebenden Planeten (FFP) umkreist. Ein FFP – free-floating planet – bezeichnet einen Planeten, der von einem Stern losgelöst ist und in der Galaxie umherwandert. 

 

Von diesen FFPs gibt es viele. Konservative Schätzungen legen nahe, dass es in der Milchstraße mindestens einen sternen­losen Planeten von der Größe des Jupiters pro Stern geben könnte. Bei weit über einhundert Milliarden Sternen in unserer Galaxie wandern demnach weit mehr als einhundert Milliarden solcher Planeten umher. Das Ergebnis der Berechnungen zeigt, dass die Wassermenge auf einem erdgroßen Mond rund ein zehn­tausendstel kleiner ist als in den Ozeanen der Erde, aber hundertfach so groß ist wie die Menge an Wasser in der Erd­atmosphäre. Diese Menge an Wasser reicht aus um das Leben zu ermöglichen und zu erhalten.

Das Modell für die Berechnungen der Wissenschaftler besteht aus einem erdgroßen Mond, der um einen jupiter­großen Planeten kreist. Diese umher­wandernden Mond-Planeten­systeme leben quasi „in der Dunkelheit", da sie weit von relevanten stellaren Objekten entfernt sind. Als chemischer Antrieb und als Wärme­quelle kann daher keine Sonne dienen, wie es bei unserer Erde der Fall ist. Vielmehr übernimmt in dem Modell der Forscher die kosmische Strahlung den chemischen Antrieb, der notwendig ist, um molekularen Wasserstoff und Kohlen­dioxid in Wasser und andere Produkte umzuwandeln. Als Wärmequelle fungieren die Gezeiten­kräfte, die der Planet auf den Mond ausübt. Sie erzeugen genügend Energie, um das Wasser in flüssiger Struktur zu erhalten. Die zu neunzig Prozent aus Kohlen­dioxid bestehende Atmosphäre speichert mit Hilfe des Treibhaus­effekts einen Großteil der Wärme auf dem Mond.

Origins / LMU /JOL

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