Earth Similarity Index
Der
(englisch für „Erdähnlichkeitsindex“), kurz ESI, ist eine Skala für die Bewertung der Ähnlichkeit eines Himmelskörpers mit der Erde. Der Wert liegt zwischen 0 und 1, wobei die Erde den Wert 1 hat. Er wurde für Planeten und Exoplaneten entwickelt, kann aber auch auf andere Objekte angewandt werden. Der ESI wird aus dem Radius, der Dichte, der kosmischen Geschwindigkeit und der Temperatur an der Oberfläche errechnet. Innerhalb unseres Sonnensystems ist der Mars mit 0,697 gleich nach der Erde das Objekt mit dem zweitgrößten ESI.[1] Der ESI wurde 2011 von Mitarbeitern des
(PHL) der Universität von Puerto Rico vorgeschlagen. Er hat mit dem Konzept der bewohnbaren Zone die Oberflächentemperatur als wesentlichen Parameter und die Erde als Referenz gemeinsam. Er dient allerdings nicht als Maß für die Bewohnbarkeit. Neben dem ESI wurde von den Autoren noch der
(englisch für ‚Planeten-Bewohnbarkeits-Index‘), kurz PHI, vorgeschlagen.[2]
Berechnung
Man betrachtet Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle n } Parameter und vergleicht jeweils den Wert der Erde mit dem entsprechenden Wert des betrachteten Objekts Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle x_i } . Dazu wird eine Art symmetrische relative Abweichung so invertiert, dass identische Werte 1 und die größtmögliche Abweichung 0 ergeben:
- Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle F_{x_i} = 1 - \left| \frac{x_i - x_{i_0}}{x_i + x_{i_0}} \right| }
Der ESI wird als gewichtetes geometrisches Mittel dieser Abweichungen bestimmt:
- Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \mathrm{ESI} = \sqrt[n]{\prod_{i=1}^n \left(F_{x_i}\right)^{w_i} } = \prod_{i=1}^n \left(1 - \left| \frac{x_i - x_{i_0}}{x_i + x_{i_0}} \right| \right)^\frac{w_i}{n} }
Der ESI wird auch in zwei Teilaspekten verwendet: der
(englisch für ‚innerer ESI‘) wird nur mit den beiden Parametern Radius und Dichte berechnet; der
(englisch für ‚Oberflächen-ESI‘) entsprechend aus den beiden anderen Parametern. In der folgenden Tabelle sind die für den ESI festgelegten Gewichtungen Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle w_i } und beispielhaft die Werte für den Planeten Venus aufgeführt:
| Parameter | Erde | Venus | Fehler beim Parsen (Konvertierungsfehler. Der Server („https://wikimedia.org/api/rest_“) hat berichtet: „Cannot get mml. Server problem.“): {\displaystyle F_{x_{i}}} | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \left(F_{x_i}\right)^{w_i} } | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| mittlerer Radius | 0,57 | 6371 km | 6052 km | 0,974 | 0,985 | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \mathrm{ESI}_\mathrm{interior} = \sqrt{ 0{,}985 \cdot 0{,}973 } = 0{,}979 } |
| Rohdichte | 1,07 | 5,515 g/cm³ | 5,243 g/cm³ | 0,975 | 0,973 | |
| Kosmische Geschwindigkeiten | 0,70 | 11,186 km/s | 10,360 km/s | 0,962 | 0,973 | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \mathrm{ESI}_\text{surface} = \sqrt{ 0{,}973 \cdot 0{,}042 } = 0{,}201 } |
| Oberflächentemperatur | 5,58 | 288 K | 730 K | 0,566 | 0,042 |
Der ESI für den Planeten Venus ergibt sich damit zu:
- Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \mathrm{ESI} = \sqrt{ \mathrm{ESI}_\text{interior} \cdot \mathrm{ESI}_\text{surface} } = \sqrt{ 0{,}979 \cdot 0{,}201 } = 0{,}444 }
Siehe auch
Weblinks
- Planetary Habitability Laboratory (PHL): Earth Similarity Index (ESI)
- bild der wissenschaft: Exoplaneten auf dem Prüfstand
Einzelnachweise
- ↑ a b data_solar_ESI.txt referenziert in Earth Similarity Index (ESI)
- ↑ Dirk Schulze-Makuch u. a.: A Two-Tiered Approach to Assessing the Habitability of Exoplanets. In: Astrobiology. Band 11, Nr. 10, Dezember 2011, S. 1041–1052, doi:10.1089/ast.2010.0592.
