Wie man bewohnbare Planeten besser von unbewohnbaren unterscheidet

Es ist noch gar nicht so lange her, da galt es als utopische Vorstellung, Planeten zu identifizieren, die um Sterne jenseits der Sonne kreisen. Inzwischen finden die Astronomen jedes Jahre Hunderte neuer Planeten. Gleichzeitig sammeln Sie mit unglaublicher Akribie Informationen über die fremden Welten, analysieren uhre Oberflächen-Temperaturen, versuchen, die Zusammensetzung der Oberfläche zu bestimmen – über den Saturnmond Titan wusste man vor 50 Jahren noch weniger, als man heute über manch Exoplaneten weiß.

Am meisten interessiert die Forscher dabei natürlich immer, wie es um die Bewohnbarkeit einer Welt bestellt ist. Dabei scheut man sich nicht, die rein menschliche Perspektive einzunehmen (eine andere haben wir ja auch nicht) und nach Leben zu suchen, wie wir es schon kennen. Immerhin hat das den Vorteil, dass wir die dafür nötigen Voraussetzungen bereits recht gut erforscht haben.

Welche der Exoplaneten erfüllen nun diese Voraussetzungen? Das ermittelt man mit einer Art Ausschlussystem. Davon ausgehend, dass Wasser in flüssiger Form existieren sollte, ergeben sich je nach der Wärmemenge, die ein Mutterstern abgibt, bestimmte maximale und minimale Entfernungen für den Orbit des Planeten. Aber das genügt nicht. Manche Sterntypen geben zum Beispiel überdurchschnittlich viel schädliche Strahlung ab, sodass ein Planet in der habitablen Zone dann doch unbewohnbar werden kann.

Als deutliches Zeichen, dass sich ein Stern im nicht mehr bewohnbaren Zustand befindet, galt bisher Wasserdampf in seinen obersten Luftschichten, in der Stratosphäre. Wenn Planet und Sonne richtig stehen, kann es gelingen, auf der Erde das Licht des Sterns aufzufangen, nachdem es die Planeten-Atmosphäre durchdrungen hat. Wenn sich dann im Spektrum Anzeichen für Wasserdampf finden, ging man davon aus, dass es am Boden heißer als 66 Grad Celsius sein musste – der Planet galt als unbewohnbar, als „feuchtes Treibhaus“.

Ein neues Atmosphärenmodell von NASA-Forschern zeigt jedoch, dass diese Annahme nicht stimmen muss. Unter bestimmten Bedingungen, etwa wenn der Planet seinen Stern gebunden umkreist (ihm also stets dieselbe Seite zuwendet), kann es passieren, dass sich Wolken herausbilden, die eine Art Sonnenschirm darstellen. Nun hängt es von der Energieabgabe des Sterns im Bereich des nahen Infrarots ab (und damit vom Typ des Sterns), was dann passiert. Insbesondere Rote Zwerge als Muttersterne strahlen einen großen Teil ihrer Energie im nahen Infrarot ab. Diese Infrarot-Strahlung wird vom Wasserdampf sehr gut aufgenommen. Die Berechnungen der Forscher zeigen, dass dadurch auf dem Planeten ein Klima herrschen dürfte, das etwas wärmer als in den Tropen der Erde ist. Da die meisten Sterne, um die man Planeten gefunden hat, Rote Zwerge sind, verbessere das die Chancen der Suche nach Leben deutlich, so die NASA.

Ein Stern durchleuchtet die Atmosphäre seines Planeten (Bild: NASA Goddard Space Flight Center)
Die Verteilung von Meereis auf einer gebunden rotierenden Ozean-Welt (Grafik: Anthony Del Genio/GISS/NASA)

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