Die nächsten Venus-Missionen werden uns von bewohnbaren Welten anderswo erzählen

Während sich unsere Exoplaneten-Entdeckungen weiter häufen (und wir bisher über 11.000 mögliche Exoplaneten entdeckt haben), müssen wir herausfinden, ob ein erdgroßer Planet eher wie die Erde oder eher wie die Venus aussieht. „Wir wissen nicht, welches dieser Ergebnisse das erwartete oder wahrscheinliche ist“, sagt Paul Byrne, ein Planetenwissenschaftler an der North Carolina State University. Und um das herauszufinden, müssen wir Venus viel besser verstehen.

Die meisten Wissenschaftler würden zustimmen, dass alle bewohnbaren Exoplaneten Wasser benötigen würden.

Bei einer Oberflächentemperatur von 471 °C und einem 89-mal schlechteren Oberflächendruck als auf der Erde scheint es unmöglich, dass es einmal Wasser auf der Venus gegeben haben könnte. Aber Venus und Erde sind ungefähr gleich groß, gleich alt, und wir gehen davon aus, dass sie aus vergleichbaren Materialien bestehen und mit sehr ähnlichen Ausgangsbedingungen geboren wurden. Die Venus ist der Sonne 30% näher als die Erde, was signifikant, aber nicht überwältigend ist. Und doch erging es diesen beiden Planeten nach 4,5 Milliarden Jahren sehr unterschiedlich.

Tatsächlich gibt es immer mehr Beweise dafür, dass die Venus vor langer Zeit die Heimat von Wasser gewesen sein könnte. Die 1978 gestarteten Pioneer-Venus-Missionen führten einige verlockende Messungen des Deuterium-Wasserstoff-Verhältnisses in der Atmosphäre durch, was darauf hindeutete, dass die Venus im Laufe der Zeit eine Tonne Wasser verloren hatte. Aber wir hatten noch nie eine richtige Mission, um diese Geschichte des Wassers auf der Venus zu untersuchen, nach alten Wasserströmungsmerkmalen auf der Oberfläche zu suchen oder zu verstehen, ob es die geologischen und klimatologischen Bedingungen hatte, die für Wasser und für bewohnbare Bedingungen unerlässlich sind .

„Es kann sein, dass es in unserem Sonnensystem für eine unbekannte Zeit zwei bewohnbare Welten nebeneinander gegeben hat“, sagt Giada Arney, die stellvertretende Forschungsleiterin von DAVINCI+. Obwohl die Venus heute unbewohnbar ist, bedeutet die Tatsache, dass sie möglicherweise einmal bewohnbar war, nicht immer für ein so höllisches Schicksal bestimmt, wenn die Umstände etwas günstiger waren.

Lesen Sie auch  Tencents neuer Roboter mit Rädern schlägt mit dem Schwanz, um Backflips zu machen

Und das sind gute Nachrichten für die Bewertung entfernter Exoplaneten. „Wenn man über das Sonnensystem hinausschaut, könnte dies auch darauf hindeuten, dass bewohnbare Planeten häufiger vorkommen, als wir zuvor erwartet hatten“, sagt Arney.

Es gibt zwei führende Theorien über das, was mit der Venus passiert ist – und beide haben Auswirkungen auf das, was wir auf anderen Exoplaneten erwarten könnten. Die erste, die mit unseren aktuellen, aber begrenzten Beobachtungen übereinstimmt, ist, dass Venus von Anfang an als heißes Durcheinander begann und nie nachgab. Sehen Sie, je näher ein Planet seinen Wirtsstern umkreist, desto wahrscheinlicher ist es, dass er sich langsam dreht (oder sogar gezeitenblockiert ist, wo eine Seite dem Stern permanent zugewandt ist, wie der Mond um die Erde herum).

Langsame Rotatoren wie die Venus haben es im Allgemeinen schwerer, ein kühles und angenehmes globales Klima aufrechtzuerhalten – und eine Zeitlang wurde angenommen, dass dies die Venus wahrscheinlich dazu veranlasste, heiß und unerträglich zu werden. Die Sonnenstrahlen bombardierten den Planeten mit Hitze, und eine dampfreiche Atmosphäre kondensierte nie zu flüssigem Wasser auf der Oberfläche. Unterdessen wirkten die Kohlendioxid-, Wasser- und Schwefeldioxidgase in der Luft als Treibhausgase, die nur dazu dienten, all diese Wärme einzufangen. Und das blieb 4 Milliarden Jahre lang so, geben oder nehmen.

Dann gibt es eine neue Theorie, die kürzlich von Michael Way und anderen am Goddard Institute for Space Studies der NASA entwickelt wurde. Dieses Modell zeigt, dass, wenn Sie ein paar kleine Änderungen am Klima dieser Planeten vornehmen, sie hemisphärenlange Wolkenformen entwickeln können, die konsequent dem Wirtsstern zugewandt sind und viel Sternwärme reflektieren. Infolgedessen bleibt ein Planet wie die Venus gemäßigt und der atmosphärische Dampf kondensiert an der Oberfläche zu flüssigen Ozeanen. Ways Arbeit zeigt, dass der Planet, sobald Sie diesen Punkt erreicht haben, seine Temperatur selbst regulieren kann, solange andere erdähnliche Prozesse wie die Plattentektonik (die hilft, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entfernen) die Ansammlung von Treibhausgasen abschwächen können.

Es ist eine komplizierte Hypothese, voller Vorbehalte. Und wenn die Venus ein Beweis dafür ist, dass langsame Rotatoren bewohnbare Bedingungen entwickeln können, ist es auch ein Beweis dafür, dass diese Bedingungen fragil und möglicherweise flüchtig sind. Leute, die Ways Modell kaufen, denken, was wahrscheinlich auf der Venus passiert ist, ist, dass eine massive Menge vulkanischer Aktivität den Planeten mit Kohlenstoff überschwemmte und die Atmosphäre zu 96% Kohlendioxid umwandelte, was jegliche Reliefplattentektonik außer Kraft setzte.

Lesen Sie auch  EPA schließt Regel zur schrittweisen Abschaffung von Gasen, die als Kältemittel verwendet werden

Und doch ist es eine Hypothese, die es wert ist, mit DAVINCI+ und VERITAS getestet zu werden, denn wie Arney betont, sind viele der potenziell bewohnbaren Exoplaneten, die wir entdeckt haben, langsame Rotatoren, die Sterne mit geringer Masse umkreisen. Da diese Sterne dunkler sind, müssen Planeten sie normalerweise in ihrer Nähe umkreisen, um genügend Wärme zu erhalten, um die Bildung von flüssigem Wasser zu ermöglichen. Wenn sie hemisphärenlange Wolken bilden, könnten sie möglicherweise ein bewohnbares Klima erhalten. Ob diese Hypothese sinnvoll ist, können wir derzeit nur untersuchen, indem wir zunächst prüfen, ob sie auf der Venus stattgefunden haben könnte.

Aber bevor wir Ways Modell auf andere Exoplaneten anwenden können, müssen wir feststellen, ob es die Venus erklärt. DAVINCI+ wird zur Venus hinabsteigen und direkt die Chemie und Zusammensetzung der Atmosphäre untersuchen sowie die Oberfläche auf ihrem Weg nach unten abbilden. Es sollte in der Lage sein, die Art von Daten zu sammeln, die uns helfen, zu sagen, ob die Venus früher in ihrem Leben wirklich nass war, und auch mehr von ihrer Klimageschichte zu konkretisieren und ob sich wirklich eine hemisphärenlange Wolke gebildet haben könnte.

Der VERITAS-Orbiter wird die Geologie des Planeten abfragen und hochauflösende Bilder durch Radarbeobachtungen aufnehmen, die möglicherweise Spuren von Gelände oder Landformen erkennen können, die durch Wasserströmungen oder vergangene Tektonik entstanden sind. Das aufregendste Ziel könnten die Tessera sein: stark deformierte Hochlandregionen, die als die ältesten geologischen Merkmale der Erde gelten. Wenn VERITAS Beweise für antike Ozeane entdeckt – oder zumindest für die Art von geologischer Aktivität, die den Planeten vor langer Zeit hätte gemäßigter halten können – wird dies die Vorstellung unterstützen, dass andere langsam rotierende Exoplaneten die gleichen Bedingungen erreichen könnten.

Lesen Sie auch  Sir David Attenborough von der UNO zum „Champion of the Earth“ ernannt

„Wenn man daran denkt, dass sie zusammenkommen, ist das wirklich eine Art komplementäre Mega-Mission“, sagt Lauren Jozwiak, eine Planetenwissenschaftlerin am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, die an der VERITAS-Mission arbeitet. „Diese Idee, dass Sie sowohl geologische Kartierungen als auch atmosphärische Sondierungen durchführen möchten, war der Kern Ihrer Erforschung der Venus“, sagt Jozwiak.

Wenn die Venus letzten Endes immer unbewohnbar war, dann liegt das wohl an ihrer Nähe zur Sonne. Jeder Exoplanet ähnlicher Größe, der seinem eigenen Stern proportional nahe kommt, wird wahrscheinlich wie die Venus sein. Und wir sollten uns besser auf Exoplaneten konzentrieren, die weiter von ihren Sternen entfernt sind.

Auf der anderen Seite, wenn die Venus eine Abkühlphase hatte, bevor sie sich in einen permanenten Ofen verwandelte, bedeutet dies, dass wir Exoplaneten der „Venuszone“ ernst nehmen sollten, da sie möglicherweise noch bewohnbar sind. Es deutet auch darauf hin, dass Faktoren wie Plattentektonik und Vulkanismus eine entscheidende Rolle bei der Vermittlung bewohnbarer Bedingungen spielen, und wir müssen Wege finden, diese Dinge auch auf fernen Welten zu untersuchen.

Je mehr wir darüber nachdenken, was DAVINCI+ und VERITAS erreichen könnten, desto mehr scheint es, als würden wir tatsächlich unterschätzen, wie aufgeregt wir sein sollten. Diese nächsten Missionen werden „völlig verändern, wie wir über die Venus und die Planetenentstehung im Allgemeinen denken“, sagt Jozwiak. „Es ist eine aufregende Zeit herauszufinden, ob die Venus die ‚einmalige und zukünftige Erde‘ ist.“

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.