Die Gezeitenkräfte, die ein bewohnbarer Planet erfährt, nehmen mit abnehmendem Spektraltyp zu. Ein bewohnbarer Planet, der einen kleineren, weniger massereichen und kühleren Stern umkreist, würde also viel stärkere Gezeitenkräfte erfahren als einer, der einen größeren, massereicheren und heißeren Stern umkreist, und wahrscheinlich von den Gezeiten eingeschlossen sein.
Aber was ist mit anderen Faktoren? Wie skalieren andere Merkmale mit unterschiedlichen Sternen?
Wäre zum Beispiel die Umlaufgeschwindigkeit eines Planeten in der habitablen Zone eines Roten Zwergs kleiner als die Geschwindigkeit eines Planeten in der habitablen Zone eines massereicheren und heißeren Sterns?
Die folgende Tabelle gibt die Masse, den Radius, die Temperatur und die Leuchtkraft eines durchschnittlichen Sterns mehrerer ausgewählter Spektraltypen an:
Die folgende Tabelle gibt die Umlaufentfernung, Periode und Geschwindigkeit eines erdähnlichen Planeten an, der den gleichen Fluss von seinem Stern erhält wie die Erde von der Sonne, zusammen mit der Radialgeschwindigkeit des Sterns, die von diesem Planeten verursacht wird, und den auf ihn ausgeübten Gezeitenkräften der Planet relativ zur Erde:
Diese Berechnungen wurden durchgeführt, während sich der Planet in einer solchen Entfernung befand, dass er genau den gleichen Fluss von seinem Stern erhält wie die Erde von der Sonne. In Wirklichkeit kann ein Planet deutlich weiter entfernt oder näher sein und dennoch in der bewohnbaren Zone bleiben.
Sie können einen sehr deutlichen Zusammenhang erkennen: Wenn der Spektraltyp abnimmt (Stern wird kühler, kleiner und weniger massereich),
Ich bin mir sicher, dass es andere Faktoren gibt, die ich nicht berücksichtigt habe, aber dies sind die offensichtlichsten, die mir eingefallen sind.
1. Von hier habe ich die Daten für die Masse, den Radius und die Temperatur jedes Sterns erhalten . Dies ist eine durchschnittliche Beziehung und nicht genau gemeint.
2. Die Leuchtkraft wurde mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz berechnet , wobei eine perfekte Kugel und ein schwarzer Strahler angenommen wurden, was ungefähr die meisten Sterne sind.
Der Haupteffekt wäre die Strahlungsumgebung. Ein Planet in der habitablen Zone eines M-Zwergs würde wahrscheinlich viel länger einer UV- und Röntgenbeobachtung ausgesetzt sein als ein Planet, der einen G-Zwerg mit ähnlichem Gesamtalter umkreist.
Der Grund dafür liegt in der Physik stellarer Dynamos, die den Magnetismus kühler Sterne antreiben. Schnell rotierende kühle Sterne haben ein stärkeres Magnetfeld und dies führt zu einer stärkeren Erwärmung ihrer Chromosphären und Koronen. Dies wiederum führt zu mehr UV- und Röntgenstrahlung, die von dem heißen Plasma ausgeht, das in diesen Regionen enthalten ist.
Sterne werden als schnellere Rotatoren geboren und verlieren dann an Drehimpuls durch eine Kopplung ihrer Sternwinde mit ihren großräumigen Magnetfeldern. Mit zunehmendem Alter drehen sie sich also langsamer und die magnetische Aktivität lässt nach. Zum Beispiel wäre ein Stern wie die Sonne, aber 100 Millionen Jahre alt, tausendmal röntgenaktiver als die Sonne jetzt ist.
Aus noch nicht vollständig verstandenen Gründen wird beobachtet, dass masseärmere Hauptreihensterne längere Spindown-Zeitskalen haben und viel länger magnetisch aktiv bleiben – Milliarden von Jahren im Fall von mittleren M-Zwergen (z. B. Bouvier et al. 2014 ) . Das bedeutet, dass ein Planet, der einen M-Zwerg umkreist, bei einem ähnlichen Gesamtenergiefluss vom Wirtsstern im Laufe von Milliarden von Jahren viel höhere Dosen an UV- und Röntgenstrahlung erhalten würde.
Diese extra hochenergetische Strahlung wird wahrscheinlich dramatische Auswirkungen auf die Atmosphären von Planeten in der Nähe von M-Zwergen haben und kann natürlich einen Einfluss darauf haben, ob sich Leben (wie wir es kennen) entwickeln könnte.
Die (angenommene kreisförmige) Umlaufgeschwindigkeit eines Planeten in der bewohnbaren Zone eines kühleren, masseärmeren Sterns wäre größer als für einen sonnenähnlichen Stern (der sich gerade aus Keplers drittem Gesetz ergibt), aber das hat keine Auswirkungen auf die Atmosphäre oder Bewohnbarkeit.
Die Umlaufzeiten und damit Jahre von Planeten in den habitablen Zonen von Sternen verschiedener Typen können sehr unterschiedlich sein, je nachdem, wie breit oder schmal die habitable Zone eines Sterns ist und welche Sterntypen habitable Planeten haben können. Daher ist es möglich, dass einige bewohnbare Planeten zehnmal so lang sind wie andere, möglicherweise sogar hundertmal so lang wie andere.
Meterologische Jahreszeiten entsprechen nicht genau den astronomischen Jahreszeiten, basieren aber auf ihnen. Astronomische Jahreszeiten sind jeweils ein Viertel eines Planetenjahres.
Planeten mit sehr unterschiedlichen Jahreslängen können also sehr unterschiedliche Jahreszeiten haben, was möglicherweise große Auswirkungen auf das hypothetische Leben auf diesen Planeten haben könnte.
Planeten in den bewohnbaren Zonen schwacher rötlicher Sterne wären durch Gezeiten an ihre Sterne gebunden und hätten daher keine Jahreszeiten, es sei denn, ihre Umlaufbahnen wären ziemlich exzentrisch. Stattdessen hätte die eine Seite ewigen Tag und ewigen Sommer und die andere Seite ewige Nacht und ewigen Winter. Das könnte den Planeten unbewohnbar machen, es sei denn, Atmosphäre und Hydrosphäre halten beide Seiten auf ähnlichen Temperaturen.
Wenn ein riesiger Planet in der habitablen Zone eines roten Zwergsterns kreisen würde und einen oder mehrere Planetenmassenmonde hätte, die möglicherweise Leben haben könnten, wären diese Monde durch die Gezeiten mit dem Planeten und nicht mit dem Stern verbunden. Somit würden ihre Umlaufzeiten um den Planeten, ihre Monate, ihren Zyklen von Licht und Dunkelheit, ihren Tagen, entsprechen. Das hätte erhebliche klimatische Auswirkungen.
Es gibt also möglicherweise starke klimatische Unterschiede zwischen Planeten und Monden, die Sterne unterschiedlicher Spektraltypen umkreisen, selbst in Fällen, in denen ihre Entfernungen so groß sind, dass sie genau die gleiche Gesamtstrahlung von ihren Sternen erhalten wie die Erde.