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