A Model of Habitability Within the Milky Way Galaxy(M.G. Gowanlock, D.R. Patton, S.M. McConnell)
Karin Rainer9.5.2012
habitable Zone
galaktische habitable Zone
Begrenzungen
äußere Grenze aufgrund von Nukleosynthese: nimmt nach außen hin ab. Für Leben müssen genug schwereElemente vorhanden sein.
innere Grenze aufgrund der Supernovarate: nimmt nach innen hin zu. Für Leben darf sie nicht zu hoch sein.
Parameter sehr unsicher
möglicherweise in der gesamten Milchstraße
Leben vorhanden
Anzahl an habitablen Planeten wird vielleicht
unterschätzt
insgesamt 1,2% aller Sterne haben
habitablen Planeten
Gliese 581
Kandidat für einen Stern mit einem habitablen Planeten.
Modell der Milchstraße
• Geburtszeit und Metallizität von jedem Stern bestimmt.
• Initial mass function und Dichteverteilung werden variiert.
• jedem Stern wird Masse zugeordnet (0,08 – 100 M)
• 41% der Sterne weiter weg vom Zentrum als die Erde
• Radius der Galaxie = 15 kpc• Radius des Bulge = 2,5 kpc
Modell der Milchstraße
nicht berücksichtigt werden
• Doppelsternsysteme• Spiralarme• Orbit von Sternen• Sternhaufen• Satellitengalaxien
Metalle
Mit der Zeit nimmt das Vorkommen an Metallen zu. Sterne, die später entstanden sind, besitzen mit höherer Wahrscheinlichkeit einen erdähnlichen Planeten als Sterne, die früh entstanden sind.
Supernovae
• Röntgenstrahlung, Gammastrahlung, kosmische Strahlung
• „Sterilisation“ der Umgebung
• Ozonschicht wird abgebaut
Supernovae
• Typ II:• Wasserstofflinien im
Spektrum sichtbar• Sterne mit >8 M• kommen viel öfter vor als
Typ Ia• Radius bis zu 8 pc
• Typ Ia:• keine Wasserstofflinien
im Spektrum sichtbar• Sterne mit 0,08 –
8 M • wenn weißer Zwerg in
Doppelsternsystem explodiert
• setzen mehr Strahlung frei als Typ II, größerer Radius
Metallizität und Planetenformation
• zuerst Bestimmung von Korrelation zwischen Metallizität und Planetenformation von hot Jupiters
• innere Region: die meisten habitablen Planeten
• im Modell nur ein habitabler Planet pro Stern
• hot Jupiter und habitabler Planet: habitabler Planet überlebt nicht lange
Gezeiten
• Masseaufteilung um einen Stern noch nicht ganz klar
• Sterne mit geringer Masse, die erdähnlichen Planeten besitzen: tidal locking Planet wendet Stern immer die gleiche Seite zu
• Gliese 581
Gezeiten
im Modell:
• 0,08 – 0,5 M (M-Sterne): tidally locked
• 0,5 – 0,8 M (K-Sterne): 43% tidally locked
• 0,8 – 1,5 M (G- und F-Sterne): nicht tidally locked
Sterne mit geringer Masse
• Planeten sind durch Gezeitenkräfte gebunden
• Stern strahlt mehr Röntgen- und UV-Strahlung ab, als massereicher Stern mit selbem Alter
• Planeten meist sehr massearm können keine Atmosphäre halten
Wie viel Zeit braucht Leben, um sich zu Entwickeln?
Erde: 4 Gya
Planet müsste also sehr lange stabil bleiben.
Re-habitalisierung (Rekonstruktion der Ozonschicht)
Ergebnisse
• 27 – 36 % der Sterne können Planeten mit Leben beherbergen
• Planet muss 4 Gya auf Hauptreihe verbringen
• innen höhere Habitabilität als außen (Bulge wird ausgeschlossen)
• 1,2 – 1,7 % der Sterne besitzen habitablen Planeten
Ergebnisse
• Wahrscheinlichkeit, einen habitablen Planeten zu finden, im Inneren der Galaxie 10 Mal höher aus außen
• Habitabilität in 2,5 kpc Entfernung vom Zentrum am höchsten
• vertikal entfernte Sterne höhere Habitabilität
unser Sonnensystem
• Sonne ist jünger als die meisten Sterne, die in habitabler Zone liegen
• weit von dichten Regionen entfernt
Entwicklung der galaktischen habitablen Zone
• habitable Zone verschiebt sich im Laufe der Zeit nach außen
• immer mehr Planeten kommen dazu
Vergleich mit anderen Modellen
• Ergebnisse ähnlich
• Metallizität ähnlich
• neu: habitabelster Bereich im inneren der Galaxie
• andere Parameter berücksichtigt
Prantzos:
Das Konzept einer galaktischen habitablen
Zone wäre nicht besonders signifikant und
es sollte lediglich als Stütze dienen, um
unsere Ideen zum Finden von Leben in der
Galaxie weiter auszubauen.
Referenzen
• A Model of Habitability Within the Milky Way Galaxy (M.G. Gowanlock, D.R. Patton, S.M. McConnell)
• http://www.wikipedia.org• http://www.heise.de/tp/artikel/16/16438/16438_2.jpg• http://www.heise.de/tp/artikel/16/16438/16438_1.jpg• https://www.e-education.psu.edu/astro801/files/
astro801/image/Lesson%2012/491px-Habitable_zone-en_svg.png
• http://www.astronoo.com/images/images_galaxies/galaxiesM81M82.jpg