Sind unsere Vorstellungen von den bewohnbaren Zonen rund um einen Stern zu erdzentriert? Natürlich. Wir haben bisher nur ein einziges Beispiel für Leben im Universum gefunden, also ziehen wir alle Schlüsse daraus. Aber es gibt Alternativen, wie gerade Forschende der Universität Bern und der Universität Zürich in einer in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlichten Studie berichten. Günstige Bedingungen könnten demnach sogar über Milliarden von Jahren auf Planeten herrschen, die unserem Heimatplaneten kaum ähneln.

“Einer der Gründe, warum Wasser auf der Erde flüssig sein kann, ist ihre Atmosphäre”, erklärt Studienmitautor Ravit Helled, Professor für Theoretische Astrophysik an der Universität Zürich und Mitglied des NFS PlanetS. “Mit ihrem natürlichen Treibhauseffekt fängt sie genau die richtige Menge an Wärme ein, um die richtigen Bedingungen für Ozeane, Flüsse und Regen zu schaffen.” In der Frühzeit der Erde sah die Atmosphäre jedoch ganz anders aus. “Als sich der Planet erstmals aus kosmischem Gas und Staub bildete, sammelte er eine Atmosphäre an, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestand – eine so genannte Uratmosphäre”, so Helled. Im Laufe ihrer Entwicklung verlor die Erde jedoch diese ursprüngliche Atmosphäre.

Andere, massereichere Planeten können allerdings viel größere Uratmosphären ansammeln, die sie in manchen Fällen unbegrenzt halten können. “Solche massiven Uratmosphären können auch einen Treibhauseffekt hervorrufen – ähnlich wie die heutige Erdatmosphäre. Wir wollten deshalb herausfinden, ob diese Atmosphären dazu beitragen können, die notwendigen Bedingungen für flüssiges Wasser zu schaffen”, sagt Helled. Dazu hat das Team unzählige Planeten modelliert und ihre Entwicklung über Milliarden von Jahren simuliert. Dabei berücksichtigten sie nicht nur die Eigenschaften der Planetenatmosphären, sondern auch die Strahlungsintensität der jeweiligen Sterne sowie die nach außen strahlende innere Wärme der Planeten. Während diese geothermische Wärme auf der Erde nur eine geringe Rolle für die Bedingungen an der Oberfläche spielt, kann sie auf Planeten mit massiven Uratmosphären einen größeren Beitrag leisten.

“Wir haben herausgefunden, dass die Uratmosphären in vielen Fällen durch die intensive Strahlung der Sterne verloren gehen, vor allem auf Planeten, die sich in der Nähe ihres Sterns befinden. Aber in den Fällen, in denen die Atmosphären erhalten blieben, können die richtigen Bedingungen für flüssiges Wasser auftreten”, berichtet Marit Mol Lous, Doktorandin und Hauptautorin der Studie. In den Fällen, in denen genügend Erdwärme die Oberfläche erreiche, wäre die Strahlung eines Sterns wie der Sonne gar nicht nötig, damit an der Oberfläche Bedingungen herrschen, die die Existenz von flüssigem Wasser ermöglichen, und das über sehr lange Zeit, wie sie für die Enstehung von Leben nötig ist.

“Da das Vorhandensein von flüssigem Wasser eine wahrscheinliche Voraussetzung für Leben ist und das Leben wahrscheinlich viele Millionen Jahre brauchte, um sich auf der Erde zu entwickeln, könnte dies den Horizont für die Suche nach außerirdischen Lebensformen stark erweitern. Nach unseren Ergebnissen könnte es sogar auf so genannten frei schwebenden Planeten entstehen, die nicht um einen Stern kreisen”, sagt Christoph Mordasini, Professor für Theoretische Astrophysik an der Universität Bern. Dennoch bleibt der Forscher vorsichtig: “Unsere Ergebnisse sind zwar aufregend, sollten aber mit Vorsicht genossen werden. Damit solche Planeten lange Zeit über flüssiges Wasser verfügen können, müssen sie die richtige Menge an Atmosphäre haben. Wir wissen nicht, wie verbreitet das ist. Und selbst unter den richtigen Bedingungen ist unklar, wie wahrscheinlich es ist, dass sich Leben in einem so exotischen potenziellen Lebensraum entwickelt. Das ist eine Frage für Astrobiologen.”