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Schutz vor der Sonne: Wissenschaftler zeigen Bedeutung des Magnetfelds für die Entstehung von Leben auf der Erde

17.03.2016

Vor etwa vier Milliarden Jahren entstand Leben auf unserem Planeten, unter anderem, weil es hier eine feste Oberfläche, flüssiges Wasser und eine Atmosphäre gibt. Doch es konnte nur gedeihen, weil die Erde ein weiteres wichtiges Merkmal besitzt: ein schützendes Magnetfeld. Eine neue Studie mit Beteiligung der Universität Göttingen zeigt, wie wichtig die Rolle des Magnetfelds für die Entstehung von Leben auf einem Planeten ist. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal Letters erschienen.

Gegenstand der Studie ist der Stern Kappa Ceti, der etwa 30 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt im Sternbild des Wals liegt und unserer Sonne erstaunlich ähnlich ist. Auch seine Oberfläche ist mit Sonnenflecken bedeckt, allerdings sind diese sehr viel größer und zahlreicher als die auf der Sonne.


Künstlerische Illustration des jungen, sonnenähnlichen Sterns Kappa Ceti während einer Phase von hoher magnetischer Aktivität und mit Flecken bedeckt.

Quelle: M. Weiss/CfA


Computermodel der magnetischen Feldlinien auf Kappa Ceti als graue Linien, die aus der Oberfläche des Sterns kommen.

Quelle: Do Nascimento et al.

Zusätzlich schleudert er Plasma und ionisiertes Gas ins All, den so genannten Stellaren Wind, und zwar rund 50 Mal stärker als die Sonne. Kappa Ceti ist zwischen 400 und 600 Millionen Jahre alt – ein Alter, in dem sich auch das Leben auf der Erde entwickelt hat.

„Studien von Kappa Ceti erlauben uns deshalb Rückschlüsse auf die Geschichte unseres eigenen Sonnensystems“, erläutert Co-Autorin Dr. Sandra Jeffers vom Institut für Astrophysik der Universität Göttingen.

Ohne den Schutz durch ein entsprechendes Magnetfeld würde ein derart heftiger Stellarer Wind, wie er von Kappa Ceti ausgeht, eine planetarische Atmosphäre in kürzester Zeit zerstören – ein Schicksal, wie es in unserem Sonnensystem beispielsweise den Planeten Mars ereilt hat.

In ihrer Studie modellierten die Wissenschaftler nun den starken Stellaren Wind von Kappa Ceti und testeten seinen möglichen Einfluss auf die junge Erde. „Das Magnetfeld der Erde war damals vermutlich so stark wie heute oder ein wenig schwächer“, so Dr. Jeffers.

„Abhängig von der Stärke des damaligen Magnetfelds wäre die von ihm geschützte Region unter diesen Einflüssen nur etwa ein Drittel bis halb so groß wie heute. Die junge Erde war nicht so gut geschützt, wie sie heute ist, aber es hat gereicht, um die notwendigen Bedingungen für Leben zu erhalten.“

Kappa Ceti zeigt darüber hinaus Anzeichen für so genannte Superflares, enorme Eruptionen, die etwa 10 bis 100 Millionen mal mehr Energie freisetzen als die größten Eruptionen, die je auf der Sonne beobachtet wurden.

Solche Ausbrüche können dazu führen, dass der Planet seine gesamte Atmosphäre verliert. Durch Beobachtungen von Kappa Ceti wollen die Forscher nun herausfinden, wie oft solche Superflares vorkommen. Dadurch erhoffen sie sich Erkenntnisse darüber, wie oft unsere junge Sonne solche Ausbrüche produziert hat.

Originalveröffentlichung: J.-D. Do Nascimento, Jr. et al. Magnetic field and wind of Kappa Ceti: Towards the planetary habitability of the young Sun when life arose on Earth. The Astrophysical Journal Letters 2016. http://arxiv.org/pdf/1603.03937v1.pdf.

Kontaktadresse:
Dr. Sandra Jeffers
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Physik – Institut für Astrophysik
Friedrich-Hund-Platz 1, 37077 Göttingen, Telefon (0551) 39-13810
E-Mail: jeffers@astro.physik.uni-goettingen.de

Weitere Informationen:

http://www.astro.physik.uni-goettingen.de

Thomas Richter | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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