Habitable Zone

Goldlöckchen-Planet

Das Goldlöckchen-Prinzip oder der "Goldlöckchen-Effekt" besagt, dass sich etwas in Grenzen halten muss: "nicht zu heiß, nicht zu kalt, aber genau richtig".

Es ist einer Kindergeschichte "Die drei Bären" entnommen, in der ein kleines Mädchen namens Goldlöckchen ein Haus findet, das drei Bären gehört. Jeder Bär hat seine eigene Vorliebe für Futter, Betten usw. Nach dem Testen jedes der drei Gegenstände stellt Goldlöckchen fest, dass einer von ihnen in einem Extrem immer zu viel ist (zu heiß, zu groß usw.), einer im entgegengesetzten Extrem zu viel (zu kalt, zu klein usw.) und einer "genau richtig" ist.

In der Astrobiologie bezieht sich die Goldlöckchen-Zone auf die bewohnbare Zone um einen Stern. Ein Planet darf weder zu weit entfernt noch zu nahe an einem Stern und galaktischen Zentrum sein, um Leben zu ermöglichen. Beide Extreme würden die Entwicklung von Leben auf einem Planeten verhindern. Ein solcher Planet wird umgangssprachlich als "Goldlöckchen-Planet" bezeichnet.

Methodik

Zirkumstellare bewohnbare Zone

In einem Sonnensystem glauben die Astronomen, dass sich ein Planet in der bewohnbaren Zone befinden muss, um Leben zu haben. Die zirkumstellare bewohnbare Zone ist ein Bereich um einen Stern, in dem ein Planet flüssiges Wasser haben könnte. Flüssiges Wasser kann für alle Lebensformen notwendig sein.

Größere Sterne sind im Allgemeinen heißer, so dass die zirkumstellare bewohnbare Zone weiter vom Stern entfernt wäre als bei der Sonne. Kleinere Sterne sind kühler, so dass die zirkumstellare bewohnbare Zone näher am Stern wäre als bei der Sonne. Größe und Helligkeit eines Sterns bestimmen, wo sich die zirkumstellare bewohnbare Zone um den Stern herum befindet.

Die Planeten werden anhand dieser sieben Kriterien bewertet:

• Earth Similarity Index (ESI) - Ähnlichkeit mit der Erde auf einer Skala von 0 bis 1, wobei 1 die größte Ähnlichkeit mit der Erde darstellt. Der ESI hängt vom Radius, der Dichte, der Fluchtgeschwindigkeit und der Oberflächentemperatur des Planeten ab.
• Standard Primary Habitability (SPH) - Eignung für Vegetation auf einer Skala von 0 bis 1, wobei 1 für das Wachstum am besten geeignet ist. Die SPH hängt von der Oberflächentemperatur (und der relativen Feuchtigkeit, falls bekannt) ab.
• Abstand der bewohnbaren Zone (HZD) - Abstand vom Zentrum der bewohnbaren Zone des Sterns, so skaliert, dass -1 den inneren Rand der Zone und +1 den äußeren Rand darstellt. HZD hängt von der Leuchtkraft und Temperatur des Sterns sowie von der Größe der Planetenbahn ab.
• Habitable Zone Composition (HZC) - Maß für die Massenzusammensetzung, wobei Werte nahe Null wahrscheinlich Eisen-Gestein-Wasser-Gemische sind. Werte unter -1 stehen für Körper, die wahrscheinlich hauptsächlich aus Eisen bestehen, und Werte über +1 stehen für Körper, die wahrscheinlich hauptsächlich aus Gas bestehen. HZC hängt von der Masse und dem Radius des Planeten ab.
• Atmosphäre der bewohnbaren Zone (HZA) - Potential für den Planeten, eine bewohnbare Atmosphäre zu halten, wobei Werte unter -1 für Körper mit wahrscheinlich wenig oder keiner Atmosphäre stehen und Werte über +1 für Körper mit wahrscheinlich dicker Wasserstoffatmosphäre (z.B. Gasriesen). Werte zwischen -1 und +1 stehen eher für Atmosphären, die für Leben geeignet sind, wobei Null nicht unbedingt ideal ist. HZA hängt von der Masse des Planeten, dem Radius, der Größe der Umlaufbahn und der Leuchtkraft des Sterns ab.
• Planetenklasse (pKlasse) - Klassifiziert Objekte auf der Grundlage der thermischen Zone (heiß, warm oder kalt, wobei warm in der bewohnbaren Zone liegt) und der Masse (asteroidisch, merkurisch, subterran, terran, superterran, superterranisch, neptunisch und jovianisch).
• Bewohnbare Klasse (hKlasse) - Klassifiziert bewohnbare Planeten auf der Grundlage der Temperatur: sehr kalt (< -50 °C); kalt; Mesoplaneten (M) = mittlere Temperatur (0-50 °C); Thermoplaneten = heiß; sehr heiß (> 100 °C). Mesoplaneten wären ideal für komplexes Leben, während die Klassen hP oder hT nur extremophiles Leben unterstützen würden. Nicht bewohnbare Planeten werden einfach der Klasse NH zugeordnet.

Galaktische bewohnbare Zone

Dieses Konzept ist nicht so weit verbreitet. Es handelt sich um die Vorstellung, dass sich ein Sonnensystem auch innerhalb einer Galaxie an einem geeigneten Ort befinden muss, damit sich Leben bilden kann.

Einige Bereiche von Galaxien sind für Leben besser geeignet als andere. Das Sonnensystem, in dem wir leben, im Orion-Sporn, am Rande der Milchstraßengalaxie, ist ein lebensfreundlicher Ort, da wir uns dort befinden.

• Er befindet sich nicht in einem Kugelsternhaufen, in dem immense Sterndichten aufgrund übermäßiger Strahlung und Gravitationsstörungen lebensfeindlich sind. Kugelsternhaufen bestehen auch hauptsächlich aus älteren, wahrscheinlich metallarmen Sternen. Darüber hinaus würde in Kugelsternhaufen das große Alter der Sterne ein hohes Maß an Sternentwicklung durch den Wirt oder andere nahe gelegene Sterne bedeuten, die aufgrund ihrer Nähe extremen Schaden für das Leben auf allen Planeten anrichten können, vorausgesetzt, sie können sich bilden.
• Es befindet sich nicht in der Nähe einer aktiven Gammastrahlenquelle.
• Es ist nicht in der Nähe des galaktischen Zentrums, wo die Sterndichten wiederum die Wahrscheinlichkeit ionisierender Strahlung (z.B. von Magnetaren und Supernovae) erhöhen. Es wird auch vermutet, dass sich im Zentrum der Galaxie ein supermassives Schwarzes Loch befindet, das sich als Gefahr für alle nahen Körper erweisen könnte.
• Die kreisförmige Umlaufbahn der Sonne um das galaktische Zentrum hält sie von den Spiralarmen der Galaxie fern, wo intensive Strahlung und Gravitation wieder zu Störungen führen können.

Übersicht

Die bewohnbare Zone ist die Region um einen Stern, in der ein Planet genügend atmosphärischen Druck hat, um flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche zu halten.

Ein Kandidat für einen bewohnbaren Planeten impliziert einen terrestrischen Planeten innerhalb der Zone und mit Bedingungen, die in etwa mit denen der Erde vergleichbar sind (d.h. ein Analogon der Erde) und somit potenziell lebensfreundlich sind.

Nur etwa ein Dutzend Planeten sind in der bewohnbaren Zone bestätigt worden, aber das Raumschiff Kepler hat weitere 54 Kandidaten identifiziert. Schätzungen gehen davon aus, dass es "mindestens 500 Millionen" solcher Planeten in der Milchstraße gibt.

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