Astronomen suchen den Super-Planeten

Immer wieder präsentieren Astronomen ganz stolz Exoplaneten, die für Leben, wie wir es kennen, geeignet wären – also aus festem Gestein bestehen und so von ihren Sternen beschienen werden, dass Wasser an ihrer Oberfläche in flüssigem Zustand existiert. Aber ist unser Heimatplanet denn wirklich ideal für die Entwicklung von Leben? Immerhin war es, als die Sonne noch jung war und mit einem Drittel weniger Kraft schien, hier noch ziemlich kalt, bis endlich durch CO2 ein Treibhauseffekt entstand.

Eine Studie unter der Leitung des Wissenschaftlers Dirk Schulze-Makuch von der Washington State University und der TU Berlin, die kürzlich in der Zeitschrift Astrobiology veröffentlicht wurde, beschreibt deshalb nun Merkmale potenzieller “überbewohnbarer” Planeten, zu denen auch solche gehören, die älter, etwas größer, etwas wärmer und möglicherweise feuchter als die Erde sind. Leben könnte auch einfacher auf Planeten gedeihen, die sich langsamer verändernde Sterne mit längerer Lebensdauer umkreisen als unsere Sonne.

Das Ergebnis ist eine Top 24 der Superplaneten, die noch eher als die Erde für die Entstehung von Leben geeignet sein müssten. Diese 24 Spitzenkandidaten sind alle mehr als 100 Lichtjahre entfernt. Vor allem aber handelt es sich bisher nur zum geringen Teil um bereits bestätigte Planeten. Von Kepler-1126 b und Kepler-69 c abgesehen sind es alle “KOIs”, das sind keine japanischen Zierfische, sondern “Kepler Objects of Interest”, potenzielle, von der Kepler-Mission gefundene Objekte, die erst noch bestätigt werden müssen. Die Forscher hoffen natürlich, dass dies mit zukünftigen Beobachtungsmissionen erfolgt, z.B. mit dem James Web-Weltraumteleskop der NASA, dem Weltraumobservatorium LUVOIR (NASA, geplant) oder dem Weltraumteleskop PLATO der ESA (Start 2026).

“Mit den nächsten Weltraumteleskopen werden wir mehr Informationen erhalten, daher ist es wichtig, einige Ziele auszuwählen”, sagt Schulze-Makuch. “Wir müssen uns auf bestimmte Planeten konzentrieren, die die vielversprechendsten Bedingungen für komplexes Leben bieten. Wir müssen jedoch aufpassen, dass wir nicht auf der Suche nach einer zweiten Erde stecken bleiben, denn es könnte Planeten geben, die für Leben besser geeignet sind als unsere.”

Für die Studie schloss sich Schulze-Makuch, ein Geobiologe mit Fachwissen über die Bewohnbarkeit von Planeten, mit den Astronomen René Heller vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung und Edward Guinan von der Universität Villanova zusammen, um Kriterien für die Überbewohnbarkeit zu identifizieren und unter den 4.500 bekannten Exoplaneten jenseits unseres Sonnensystems nach guten Kandidaten zu suchen. Bewohnbarkeit bedeutet nicht, dass es auf diesen Planeten definitiv Leben gibt, sondern nur die Bedingungen, die dem Leben förderlich wären.

Aus dem Kepler-Exoplaneten-Archiv wählten die Forscher Systeme mit wahrscheinlich terrestrischen Planeten aus, die innerhalb der Bewohnbarkeitszone des Gaststerns kreisen. Obwohl die Sonne das Zentrum unseres Sonnensystems ist, hat sie eine relativ kurze Lebensdauer von weniger als 10 Milliarden Jahren. Da es fast 4 Milliarden Jahre dauerte, bevor irgendeine Form von komplexem Leben auf der Erde entstand, könnte vielen unserer Sonne ähnlichen Sternen, den so genannten G-Sternen, der Brennstoff ausgehen, bevor sich komplexes Leben entwickeln kann.

Neben Systemen mit kühleren G-Sternen untersuchten die Forscher auch Systeme mit K-Zwergsternen, die etwas kühler, weniger massereich und weniger hell als unsere Sonne sind. K-Sterne haben den Vorteil einer langen Lebensdauer von 20 Milliarden bis 70 Milliarden Jahren. Dies würde es ermöglichen, dass umlaufende Planeten älter sind und das Leben mehr Zeit hat, zu der Komplexität vorzudringen, die man heute auf der Erde vorfindet. Um bewohnbar zu sein, sollten die Planeten jedoch nicht so alt sein, dass ihre innere Wärme erschöpft ist und ihnen schützende Magnetfelder fehlen. Die Erde ist etwa 4,5 Milliarden Jahre alt, aber die Forscher argumentieren, dass der Sweet Spot für Leben ein Planet ist, der zwischen 5 und 8 Milliarden Jahre alt ist.

Auch Größe und Masse spielen eine Rolle. Ein Planet, der 10% größer als die Erde ist, sollte mehr bewohnbares Land haben. Bei einem Planeten, der etwa das 1,5-fache der Masse der Erde besitzt, würde man erwarten, dass er seine innere Erwärmung länger beibehält und auch eine stärkere Schwerkraft hätte, um eine Atmosphäre über einen längeren Zeitraum zu erhalten.

Wasser ist der Schlüssel zum Leben, und die Autoren argumentieren, dass ein wenig mehr davon helfen würde, insbesondere in Form von Feuchtigkeit und Wolken. Eine insgesamt etwas wärmere Temperatur, eine mittlere Oberflächentemperatur von etwa 5 Grad Celsiusmehr als auf der Erde, zusammen mit der zusätzlichen Feuchtigkeit, wäre ebenfalls besser für das Leben. Diese Bevorzugung von Wärme und Feuchtigkeit zeigt sich auf der Erde mit einer größeren Artenvielfalt in tropischen Regenwäldern als in kälteren, trockeneren Gebieten.

Unter den 24 Top-Planetenkandidaten erfüllt keiner alle Kriterien für überbewohnbare Planeten, aber immerhin einer hat vier der kritischen Eigenschaften, was ihn für das Leben möglicherweise viel komfortabler macht als unseren Heimatplaneten.

Künstlerische Darstellung des ersten validierten Planeten in Erdgröße, der einen entfernten Stern in der vom Kepler-Weltraumteleskop der NASA identifizierten bewohnbaren Zone umkreist. Die Forscher schlagen vor, dass künftige Teleskope nach Planeten suchen, die besser für Leben geeignet sind als die Erde. (Bildnachweis: NASA Ames/SETI-Institut/JPL-Caltech)

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris, 54, ist Physiker und beschäftigt sich beruflich und privat schon lange mit den spannenden Phänomenen des Alls. So ist er für den redaktionellen Teil eines Weltraum-Magazins verantwortlich und hat mehrere populärwissenschaftliche Bücher über Weltraum-Themen geschrieben. Er wäre gern Astronaut geworden, musste aber aus verschiedenen Gründen auf der Erde bleiben. Ihn fasziniert besonders das „was wäre, wenn“. Sein Ehrgeiz ist es deshalb, spannende Science-Fiction-Geschichten zu erzählen, die genau so passieren könnten – und vielleicht auch irgendwann Realität werden.