Erfreuliche Aussichten für Mondjäger

In unserem Sonnensystem gibt es viele Monde: Neben Erde und Mars haben auch Jupiter, Saturn, Neptun und Uranus nat¨¹rliche Satelliten. Es fragt sich, ob bei Exoplaneten, die um andere Sterne kreisen, Monde ebenfalls h?ufig vorkommen. ?Das ist ein spannendes Problem in der heutigen Astronomie, das im Moment schwer zu beantworten ist?, sagt Judit Szul¨¢gyi, die als Oberassistentin an der Universit?t Z¨¹rich und an der ETH Z¨¹rich arbeitet.

Die historische Entdeckung eines ersten Exomond-Kandidaten wurde im Oktober 2018 von einer amerikanischen Gruppe angek¨¹ndigt, muss aber noch best?tigt werden. Nun sind Judit Szul¨¢gyi und ihre Kollegen Marco Cilibrasi und Lucio Mayer von der Universit?t Z¨¹rich einen Schritt weiter bei der L?sung des R?tsels, wie viele Exomonde es geben und wie sie aussehen k?nnten. Dies berichten die Forschenden in der Zeitschrift ?Astrophysical Journal Letters?.

Im Fokus der Forschenden standen die Planeten Uranus und Neptun in unserem Sonnensystem ¨C Eisriesen mit fast 20-facher Erdmasse, die aber viel kleiner als Jupiter und Saturn sind. Uranus hat ein System mit f¨¹nf Hauptmonden. Um Neptun hingegen kreist nur ein grosser, sehr schwerer Satellit genannt Triton. ?Es erstaunt, dass diese beiden sehr ?hnlichen Planeten v?llig verschiedene Mondsysteme haben, das weist auf eine sehr unterschiedliche Entstehungsgeschichte hin?, erkl?rt Szul¨¢gyi.

Die Astrophysiker glauben, dass Triton von Neptun eingefangen wurde - ein relativ seltenes Ereignis. Die Monde von Uranus jedoch sehen eher aus wie die Systeme von Saturn und Jupiter, von denen man denkt, dass sie in einer Gasscheibe um die Planeten herum am Ende derer Entstehung geformt wurden.

Simulationen mit Supercomputer

?Bisher glaubte man, dass Uranus und Neptun zu leicht sind, um eine solche Scheibe zu bilden?, sagt Szul¨¢gyi. Daher wurde angenommen, dass die Monde des Uranus nach einer kosmischen Kollision entstanden sein k?nnten - wie unser eigener Mond, ebenfalls ein relativ seltenes Ereignis wie der Einfang. Nun konnten die Astrophysiker, die auch Mitglieder des Nationalen Forschungsschwerpunkts PlanetS sind, diese bisherige Idee widerlegen.

Ihre ?usserst komplexen externe Seite Computersimulationen zeigen, dass Uranus und Neptun tats?chlich noch w?hrend ihrer Entstehung eine eigene Scheibe aus Gas und Staub formten. Die Berechnungen erzeugten vor Ort Eismonde, die in ihrer Zusammensetzung den heutigen Uranus-Satelliten sehr ?hnlich sind. Aus den Simulationen des Supercomputers ?M?nch? am CSCS geht zudem hervor, dass Neptun urspr¨¹nglich auch von einem Uranus-?hnlichen, mehrfachen Mondsystem umkreist wurde, das aber beim Einfang von Triton zerst?rt worden sein muss.

Die neue Studie liefert nicht nur Erkenntnisse zur Geschichte unseres Sonnensystems, sondern auch ¨¹ber Monde im Allgemeinen. ?Wenn Eisriesen ihre eigenen Satelliten bilden k?nnen, bedeutet dies, dass die Mondpopulation im Universum viel umfangreicher ist, als bisher angenommen?, fasst Szul¨¢gyi zusammen. Bei der Suche nach Exoplaneten werden oft Eisriesen und Mini-Neptune entdeckt. Das bedeutet, dass Planeten dieser Gr?ssenordnung h?ufig vorkommen. ?Wir k?nnen daher im n?chsten Jahrzehnt mit vielen weiteren Exomond-Entdeckungen rechnen?, ist die Astrophysikerin ¨¹berzeugt.

Dieses Ergebnis ist auch im Hinblick auf die Suche nach bewohnbaren Welten ?usserst spannend. In unserem Sonnensystem sind zwei Hauptziele f¨¹r die Suche nach ausserirdischem Leben die Eismonde von Jupiter und Saturn: Europa und Enceladus. Auf beiden sollen unter einer dicken Eiskruste Ozean aus fl¨¹ssigem Wasser liegen. ?Diese Ozeane unter der Oberfl?che sind offensichtlich Orte, an denen sich Leben, wie wir es kennen, m?glicherweise entwickeln k?nnte?, sagt Judit Szul¨¢gyi: ?Eine viel gr?ssere Population von Eismonden im Universum bedeutet also mehr potenziell bewohnbare Welten, als man sich bisher vorgestellt hat. Sie werden hervorragende Ziele sein, um nach Leben ausserhalb des Sonnensystems zu suchen.?