Baltharzar
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Die GHZ : die galaktische Wohnstube
04.04.2006 um 22:29Da ich nix zum Thema in unserer High-End-Suchmaschine(*grins*) gefunden habe, dacht ichmir könnte man über das folgende Thema schon einmal einen eigenen Thread aufmachen.
Die galaktische Bewohnbarkeitszone
Die Jagd nach Exoplaneten istschon seit einigen Jahren in vollem Gange. Bald werden wir auch deren Atmosphäreanalysieren können und herausfinden, ob es nicht in unserer näheren Umgebung erdähnlichePlaneten gibt.
Im Januar 2004 erschien in der damaligen Ausgabe der Science einFachartikel zum Thema GHZ. Für alle die davon noch nichts gehört haben:
GHZbedeutet nichts anderes als Galactic Habitable Zone. Es geht hier um einen Bereichder Milchstraße in der sich Sonnensysteme mit erdähnlichen Planeten gebildet habenkönnten. Als der Artikel erschien war das Thema nicht unbedingt neu. Man hatte schon 2001entsprechendes verlautbart. Das Neue an dem hier erwähnten Bericht ist, dass man einneueres Modell zur Simulation der Entstehung unserer Galaxie benutzte und dieses mitaktuellen Daten über Exoplaneten und deren Wirts-Sterne verband.
Hier ersteinmal ein paar Auszüge aus einem Telepolis-Bericht über diesen Artikel. Es handelt sichim Großen und Ganzen um eine Übersetzung des Fachartikels. Da ich den Bericht aus derScience als Original vorliegen habe, habe ich mir die Freiheit genommen später einigeStellen zu ergänzen, die im TP-Bericht nicht erwähnt wurden. Verständlicherweise kann ichjedoch aus rechtlichen Gründen den originalen Artikel oder die darin enthaltenenDiagramme hier nicht einfach hochladen:
Ein neues Modell lässt vermuten, dasszehn Prozent der Sterne in der Milchstraße die Bedingungen für komplexes Leben bieten
Der Astronom Guillermo Gonzales prägte 2001 den Begriff von der "galaktischenBewohnbarkeitszone" (GHZ) . Seine Daten waren allerdings noch nicht so berechenbar wiedie von Charles Lineweaver und Kollegen, die in Science eine Zukunftsversion vorstellen:in unserer Milchstraße nimmt eine ringförmige Region an Größe zu. Was hat es mit diesemModell der Evolution auf sich?
Letztlich geht es um die Präsenz einesdominierenden Sterns, genug so genante schwere Elemente, um terrestrische Planeten zubilden, ausreichend Zeit für die biologische Entwicklung und eine Umgebung, die frei vonder Zerstörung lebensbegrenzender Supernovas ist. Damit beschrieben die Autoren eineGalaxie, deren Sterne genügend Elemente zur Entstehung eines erdengleichen Planetenbesitzen
Allerdings sind diese Vorhersagen erst in einigen Jahrzehnten zuprüfen, wenn die Wissenschaftler mehr über die Planenten außerhalb unseres Solarsystemswissen. Die GHZ, die "Galaktic Habitable Zone", ist eine ringförmige Region, die in dergalaktischen Disk liegt und die schweren Elemente trägt, wie sie für die Bildungterrestrischer Planenten erforderlich sind und die biologische Bildung komplexenmultizellulären Lebens beinhaltet.
Alle Daten zusammengenommen ergeben eineüberraschende Einsicht: 8 Millionen Jahre und 25.000 Lichtjahre von dem galaktischenZentrum entfernt werden benötigt - ganz wie die Entfernung der Sonne von unseremPlaneten. Diese Zone hat sich langsam vom galaktischen Zentrum abgelöst. Ferner sind mehrals drei Viertel der Sterne älter als die Erde, nämlich mehr als eine MilliardeJahre.
Quelle: GHZ: der galaktischeWohnraum
Hier nun eine kleine Zusammenfassung des Original-Artikels:
Stellen die zwischen ">" und "<" stehen sind übersetzte Auszüge des Artikels(der Übersichtlichkeit halber habe ich diese nicht kursiv gesetzt zumal es sich hiernicht um direkte Zitate handelt)
Stellen die zwischen "[" und "]" stehen sindvon mir gemachte Anmerkungen bzw. ausdrucksbedingte Worteinschübe.
>DasForscherteam konnte mit Hilfe des Modells dabei die Galaktisch Habitable[bewohnbare]Zone(GHZ) als eine ringförmige Region in 7 bis 9 kpc Entfernung vom galaktischenZentrum ausmachen, die sich mit der Zeit weiter ausbreitet und aus Sternen besteht diesich vor 4 bis 8 Milliarden Jahren gebildet haben. Sie fanden weiterhin heraus,dass75 % der Sterne in der GHZ älter als die Sonne sind.[/size]<
Weiterhinführten sie in ihren Gleichungen einen Parameter ein, der sich auf die Zeit bezieht, diekomplexes Leben benötigt um sich zu entwickeln:
>Schätzungen über die GHZ müssengenügend Zeit für die biologische Evolution komplexen Lebens berücksichtigen. Auf derErde nahm das [b]ca. 4 GJ[Milliarden] in Anspruch. Verschiedene Argumente wurdenvorgebracht warum diese Zeitdauer entweder als ein typischer oder als ein untypischerWert für die Evolution von Leben im Allgemeinen betrachtet werden sollte. Ohnediesbezüglich irgendwelche Vermutungen darüber anzustellen, wie wahrscheinlich dieEvolution komplexen Lebens [an sich] ist, nehmen wir die Zeit die es auf der Erdebenötigt hat um sich zu entwickeln als eine typische an und führen 4 + 1 GJ als diecharakteristische Zeit ein, die für die Entwicklung komplexen Lebens notwendig ist. Wirschließen diese Beschränkung in unseren Betrachtungen als die Wahrscheinlichkeit Pevol(t)mit ein.<
Auch die zerstörerische Auswirkung von Supernovae wurde mitberücksichtigt:
>Der Tod besonders massiver Sterne (mit mehr als der 8-fachenSonnenmasse) produziert Supernovae die [b]Druckwellen erzeugen sowie kosmische Strahlen,Gammastrahlen und Röntgenstrahlen, die fatal für das Leben auf nahen erdähnlichenPlaneten sein könnten. Allerdings gibt es Unsicherheiten in Bezug darauf wie robustOrganismen gegenüber hoher Strahlendosen und klimatischen Störungen sein können. DieAuswirkungen naher Explosionen [auf erdähnliche Planeten] hängt stark von der Dicke undZusammensetzung der Atmosphäre und von der Dichte des dazwischen liegenden[interstellaren?] Gases und Staubes ab. Massive aber unvollständige Auslöschung vonLeben kann die Entwicklung komplexen Lebens [zudem entweder] fördern oder verlangsamen.<
Nun zur Kernaussage:
>Erste intensive Sternentstehungen in Richtung derinneren Galaxie stellten die nötigen schweren Elemente [als eine Vorraussetzung] für [dieEntstehung von] Leben bereit aber die Supernova-Rate blieb über mehrere Milliarden Jahrehinweg noch gefährlich hoch. Zwischen dem dicht [von Sternen] bevölkerten inneren Bulgeund dem ausgedörrteren äußeren Teil der Galaxie balancierend, tauchte [b]vor etwa 8 GJ(68%-Kontur) eine habitable Zone auf, die sich mit der Zeit im selben Maße ausweitete,wie sich die Metallizität in der Galaxie nach außen hin ausbreitete und dieSupernova-Rate sank. Indem wir den Altersaufbau auf der rechten Seite von Diagramm 3mit der Herkunft der Sonne verglichen, fanden wir heraus, [b]dass 75% der Sterne in derGalaxie die komplexes Leben beherbergen könnten die älter als unsere Sonne sind und dasssie durchschnittlich 1 GJ älter als sind.als die Sonne. [..]
Dieräumlich-zeitliche Verteilung für die Grundvoraussetzungen von Leben, die hier festgelegtwurden sollten ihre Gültigkeiten behalten, unabhängig davon ob Leben rar oder gewöhnlichin der Galaxie ist.<
(Quelle : Charles H. Lineweaver, Yeshe Fenner, Brad K.Gibson, The Galactic Habitable Zone and the Age Distribution of Complex Life in theMilky Way
Science, Vol.303, Jan 04)
Das interessante daran ist, dass manerstmals mit Hilfe neuer Daten ein Modell entwickeln konnte, das der tatsächlichenEntwicklung der Galaxie sehr nahe kommen könnte. Ausserdem findet sich hier erstmalsgewissermaßen eine quantitave Aussage darüber, ob und in welchen Bereichen unsererGalaxie sich welcher Prozentsatz an erdähnlichen Planeten, auf denen sich komplexes Lebenentwickelt haben könnte, gebildet hat.
Es gibt also wahrscheinlich in unsbenachbarten Sonnensystemen eine gewisse Anzahl erdähnlicher Planeten, die auch dieGrundbedingungen für Leben erfüllen und zudem zu 75% im Mittel 1 Milliarde Jahre ältersind.
Ich finde das klingt schon recht ermutigend und nicht ganz sopessimistisch wie so manch andere frühere Aussage. Demnach könnte es viel mehr als nur1-2 andere Zivilisationen in unserer Galaxie, besser in dieser Zone, zu der auch dieSonne gehört, geben.
Natürlich will ich hier auch einige Dinge nicht unerwähntlassen:
1. Es ist bisher eine Simulation und kein eindeutiger Beweis, allerdingsberuht sie u.a. auch auf aktuellen Erkenntnissen, die man über den Aufbau von Exoplanetenund ihren Wirts-Sternen heute hat. Die nächsten Jahre werden zeigen, inwiefern dieSimulation den Tatsachen entspricht.
2. >Es überrascht nicht, dass die Sonneinnerhalb der GHZ liegt, weil wir unsere lokalen Bedingungen als Vorlage für die Suchenach ähnlichen Systemen genommen haben.<
Die Forscher stellten nach ihrereigenen Aussage zwar die Sonne nicht in den Mittelpunkt ihrer Betrachtungen bzw. der GHZaber sie mußten eine gewisse Normalisierung durchführen bzw. unser Sonnensystemals eine Art Normalmaßstab annehmen, was natürlich (in bezug auf die Ergebnisse) nichtganz ungefährlich ist.
3. Das gleiche gilt für die Zeit, die komplexes Lebenbenötigt um sich zu entwickeln. Bloss weil es ein paar Millionen Sonnensysteme in der GHZgibt, die Planeten beherbergen, deren Bedingungen für die Entstehung und Evolutionkomplexen Lebens ideal sind, heißt dies noch lange nicht, dass diese Zeitskala (von ca 4GJ) auch typisch für die biologische Evolution ist.
4. Das Modell erlaubtnatürlich keine Aussage darüber ob sich überhaupt irgendwo anders Leben entwickelt,selbst wenn die Bedingungen dafür überall in der GHZ gegeben sind. In diesem Punkt gebendie Wissenschaftler logischerweise auch keine Wertung ab. Das ist und bleibt zum einenAnsichts- und Interpretationssache und zum anderen eine Aufgabe der Biologen (dies zuklären).
Mein Standpunkt zum Thema ist folgender:
Die Simulation wird,was die Parameter für Supernova-Raten, Sternentstehungsraten und Metallizität anbelangtschon recht exakt sein und liefert ein überraschend optimistisches Bild, was die Exstenzerdähnlicher Welten anbelangt. Die Entstehung von komplexen Leben mag (biologischbetrachtet) ein sehr zufälliger und unwahrscheinlich anmutender Prozess sein aber 4Milliarden Jahre sind auch eine verdammt lange Zeit und es wäre auch im Allgemeinenlogisch anzunehmen, dass dort wo die Bedingungen für Leben ideal sind auch früher oderspäter Leben entsteht.
Noch was zum Abschluß: Dieser Thread ist weder speziellder PRO-irgendwas- noch der Skeptiker-Fraktion gewidmet. Es geht mir vor allen Dingendarum, auf die hier dargestellten neuen Erkenntnisse aufmerksam zu machen und damit evtlauch eine sachliche Diskussion in Gang zu bringen.
Gruss B.
Die Bildung ist für die Glücklichen eine Zierde, für die Unglücklichen eine Zuflucht. Demokrit
[/b][/b][/b][/b]
Die galaktische Bewohnbarkeitszone
Die Jagd nach Exoplaneten istschon seit einigen Jahren in vollem Gange. Bald werden wir auch deren Atmosphäreanalysieren können und herausfinden, ob es nicht in unserer näheren Umgebung erdähnlichePlaneten gibt.
Im Januar 2004 erschien in der damaligen Ausgabe der Science einFachartikel zum Thema GHZ. Für alle die davon noch nichts gehört haben:
GHZbedeutet nichts anderes als Galactic Habitable Zone. Es geht hier um einen Bereichder Milchstraße in der sich Sonnensysteme mit erdähnlichen Planeten gebildet habenkönnten. Als der Artikel erschien war das Thema nicht unbedingt neu. Man hatte schon 2001entsprechendes verlautbart. Das Neue an dem hier erwähnten Bericht ist, dass man einneueres Modell zur Simulation der Entstehung unserer Galaxie benutzte und dieses mitaktuellen Daten über Exoplaneten und deren Wirts-Sterne verband.
Hier ersteinmal ein paar Auszüge aus einem Telepolis-Bericht über diesen Artikel. Es handelt sichim Großen und Ganzen um eine Übersetzung des Fachartikels. Da ich den Bericht aus derScience als Original vorliegen habe, habe ich mir die Freiheit genommen später einigeStellen zu ergänzen, die im TP-Bericht nicht erwähnt wurden. Verständlicherweise kann ichjedoch aus rechtlichen Gründen den originalen Artikel oder die darin enthaltenenDiagramme hier nicht einfach hochladen:
Ein neues Modell lässt vermuten, dasszehn Prozent der Sterne in der Milchstraße die Bedingungen für komplexes Leben bieten
Der Astronom Guillermo Gonzales prägte 2001 den Begriff von der "galaktischenBewohnbarkeitszone" (GHZ) . Seine Daten waren allerdings noch nicht so berechenbar wiedie von Charles Lineweaver und Kollegen, die in Science eine Zukunftsversion vorstellen:in unserer Milchstraße nimmt eine ringförmige Region an Größe zu. Was hat es mit diesemModell der Evolution auf sich?
Letztlich geht es um die Präsenz einesdominierenden Sterns, genug so genante schwere Elemente, um terrestrische Planeten zubilden, ausreichend Zeit für die biologische Entwicklung und eine Umgebung, die frei vonder Zerstörung lebensbegrenzender Supernovas ist. Damit beschrieben die Autoren eineGalaxie, deren Sterne genügend Elemente zur Entstehung eines erdengleichen Planetenbesitzen
Allerdings sind diese Vorhersagen erst in einigen Jahrzehnten zuprüfen, wenn die Wissenschaftler mehr über die Planenten außerhalb unseres Solarsystemswissen. Die GHZ, die "Galaktic Habitable Zone", ist eine ringförmige Region, die in dergalaktischen Disk liegt und die schweren Elemente trägt, wie sie für die Bildungterrestrischer Planenten erforderlich sind und die biologische Bildung komplexenmultizellulären Lebens beinhaltet.
Alle Daten zusammengenommen ergeben eineüberraschende Einsicht: 8 Millionen Jahre und 25.000 Lichtjahre von dem galaktischenZentrum entfernt werden benötigt - ganz wie die Entfernung der Sonne von unseremPlaneten. Diese Zone hat sich langsam vom galaktischen Zentrum abgelöst. Ferner sind mehrals drei Viertel der Sterne älter als die Erde, nämlich mehr als eine MilliardeJahre.
Quelle: GHZ: der galaktischeWohnraum
Hier nun eine kleine Zusammenfassung des Original-Artikels:
Stellen die zwischen ">" und "<" stehen sind übersetzte Auszüge des Artikels(der Übersichtlichkeit halber habe ich diese nicht kursiv gesetzt zumal es sich hiernicht um direkte Zitate handelt)
Stellen die zwischen "[" und "]" stehen sindvon mir gemachte Anmerkungen bzw. ausdrucksbedingte Worteinschübe.
>DasForscherteam konnte mit Hilfe des Modells dabei die Galaktisch Habitable[bewohnbare]Zone(GHZ) als eine ringförmige Region in 7 bis 9 kpc Entfernung vom galaktischenZentrum ausmachen, die sich mit der Zeit weiter ausbreitet und aus Sternen besteht diesich vor 4 bis 8 Milliarden Jahren gebildet haben. Sie fanden weiterhin heraus,dass75 % der Sterne in der GHZ älter als die Sonne sind.[/size]<
Weiterhinführten sie in ihren Gleichungen einen Parameter ein, der sich auf die Zeit bezieht, diekomplexes Leben benötigt um sich zu entwickeln:
>Schätzungen über die GHZ müssengenügend Zeit für die biologische Evolution komplexen Lebens berücksichtigen. Auf derErde nahm das [b]ca. 4 GJ[Milliarden] in Anspruch. Verschiedene Argumente wurdenvorgebracht warum diese Zeitdauer entweder als ein typischer oder als ein untypischerWert für die Evolution von Leben im Allgemeinen betrachtet werden sollte. Ohnediesbezüglich irgendwelche Vermutungen darüber anzustellen, wie wahrscheinlich dieEvolution komplexen Lebens [an sich] ist, nehmen wir die Zeit die es auf der Erdebenötigt hat um sich zu entwickeln als eine typische an und führen 4 + 1 GJ als diecharakteristische Zeit ein, die für die Entwicklung komplexen Lebens notwendig ist. Wirschließen diese Beschränkung in unseren Betrachtungen als die Wahrscheinlichkeit Pevol(t)mit ein.<
Auch die zerstörerische Auswirkung von Supernovae wurde mitberücksichtigt:
>Der Tod besonders massiver Sterne (mit mehr als der 8-fachenSonnenmasse) produziert Supernovae die [b]Druckwellen erzeugen sowie kosmische Strahlen,Gammastrahlen und Röntgenstrahlen, die fatal für das Leben auf nahen erdähnlichenPlaneten sein könnten. Allerdings gibt es Unsicherheiten in Bezug darauf wie robustOrganismen gegenüber hoher Strahlendosen und klimatischen Störungen sein können. DieAuswirkungen naher Explosionen [auf erdähnliche Planeten] hängt stark von der Dicke undZusammensetzung der Atmosphäre und von der Dichte des dazwischen liegenden[interstellaren?] Gases und Staubes ab. Massive aber unvollständige Auslöschung vonLeben kann die Entwicklung komplexen Lebens [zudem entweder] fördern oder verlangsamen.<
Nun zur Kernaussage:
>Erste intensive Sternentstehungen in Richtung derinneren Galaxie stellten die nötigen schweren Elemente [als eine Vorraussetzung] für [dieEntstehung von] Leben bereit aber die Supernova-Rate blieb über mehrere Milliarden Jahrehinweg noch gefährlich hoch. Zwischen dem dicht [von Sternen] bevölkerten inneren Bulgeund dem ausgedörrteren äußeren Teil der Galaxie balancierend, tauchte [b]vor etwa 8 GJ(68%-Kontur) eine habitable Zone auf, die sich mit der Zeit im selben Maße ausweitete,wie sich die Metallizität in der Galaxie nach außen hin ausbreitete und dieSupernova-Rate sank. Indem wir den Altersaufbau auf der rechten Seite von Diagramm 3mit der Herkunft der Sonne verglichen, fanden wir heraus, [b]dass 75% der Sterne in derGalaxie die komplexes Leben beherbergen könnten die älter als unsere Sonne sind und dasssie durchschnittlich 1 GJ älter als sind.als die Sonne. [..]
Dieräumlich-zeitliche Verteilung für die Grundvoraussetzungen von Leben, die hier festgelegtwurden sollten ihre Gültigkeiten behalten, unabhängig davon ob Leben rar oder gewöhnlichin der Galaxie ist.<
(Quelle : Charles H. Lineweaver, Yeshe Fenner, Brad K.Gibson, The Galactic Habitable Zone and the Age Distribution of Complex Life in theMilky Way
Science, Vol.303, Jan 04)
Das interessante daran ist, dass manerstmals mit Hilfe neuer Daten ein Modell entwickeln konnte, das der tatsächlichenEntwicklung der Galaxie sehr nahe kommen könnte. Ausserdem findet sich hier erstmalsgewissermaßen eine quantitave Aussage darüber, ob und in welchen Bereichen unsererGalaxie sich welcher Prozentsatz an erdähnlichen Planeten, auf denen sich komplexes Lebenentwickelt haben könnte, gebildet hat.
Es gibt also wahrscheinlich in unsbenachbarten Sonnensystemen eine gewisse Anzahl erdähnlicher Planeten, die auch dieGrundbedingungen für Leben erfüllen und zudem zu 75% im Mittel 1 Milliarde Jahre ältersind.
Ich finde das klingt schon recht ermutigend und nicht ganz sopessimistisch wie so manch andere frühere Aussage. Demnach könnte es viel mehr als nur1-2 andere Zivilisationen in unserer Galaxie, besser in dieser Zone, zu der auch dieSonne gehört, geben.
Natürlich will ich hier auch einige Dinge nicht unerwähntlassen:
1. Es ist bisher eine Simulation und kein eindeutiger Beweis, allerdingsberuht sie u.a. auch auf aktuellen Erkenntnissen, die man über den Aufbau von Exoplanetenund ihren Wirts-Sternen heute hat. Die nächsten Jahre werden zeigen, inwiefern dieSimulation den Tatsachen entspricht.
2. >Es überrascht nicht, dass die Sonneinnerhalb der GHZ liegt, weil wir unsere lokalen Bedingungen als Vorlage für die Suchenach ähnlichen Systemen genommen haben.<
Die Forscher stellten nach ihrereigenen Aussage zwar die Sonne nicht in den Mittelpunkt ihrer Betrachtungen bzw. der GHZaber sie mußten eine gewisse Normalisierung durchführen bzw. unser Sonnensystemals eine Art Normalmaßstab annehmen, was natürlich (in bezug auf die Ergebnisse) nichtganz ungefährlich ist.
3. Das gleiche gilt für die Zeit, die komplexes Lebenbenötigt um sich zu entwickeln. Bloss weil es ein paar Millionen Sonnensysteme in der GHZgibt, die Planeten beherbergen, deren Bedingungen für die Entstehung und Evolutionkomplexen Lebens ideal sind, heißt dies noch lange nicht, dass diese Zeitskala (von ca 4GJ) auch typisch für die biologische Evolution ist.
4. Das Modell erlaubtnatürlich keine Aussage darüber ob sich überhaupt irgendwo anders Leben entwickelt,selbst wenn die Bedingungen dafür überall in der GHZ gegeben sind. In diesem Punkt gebendie Wissenschaftler logischerweise auch keine Wertung ab. Das ist und bleibt zum einenAnsichts- und Interpretationssache und zum anderen eine Aufgabe der Biologen (dies zuklären).
Mein Standpunkt zum Thema ist folgender:
Die Simulation wird,was die Parameter für Supernova-Raten, Sternentstehungsraten und Metallizität anbelangtschon recht exakt sein und liefert ein überraschend optimistisches Bild, was die Exstenzerdähnlicher Welten anbelangt. Die Entstehung von komplexen Leben mag (biologischbetrachtet) ein sehr zufälliger und unwahrscheinlich anmutender Prozess sein aber 4Milliarden Jahre sind auch eine verdammt lange Zeit und es wäre auch im Allgemeinenlogisch anzunehmen, dass dort wo die Bedingungen für Leben ideal sind auch früher oderspäter Leben entsteht.
Noch was zum Abschluß: Dieser Thread ist weder speziellder PRO-irgendwas- noch der Skeptiker-Fraktion gewidmet. Es geht mir vor allen Dingendarum, auf die hier dargestellten neuen Erkenntnisse aufmerksam zu machen und damit evtlauch eine sachliche Diskussion in Gang zu bringen.
Gruss B.
Die Bildung ist für die Glücklichen eine Zierde, für die Unglücklichen eine Zuflucht. Demokrit
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