Wie Sie wissen, ist die bewohnbare Zone um den Stern der Bereich, in dem Wasser in flüssigem Zustand auf der Oberfläche des Planeten existieren kann. Wasser allein reicht jedoch nicht aus, es werden auch andere Faktoren benötigt, die zusammen günstige Bedingungen für die Entstehung von Leben schaffen. Ein Team von Wissenschaftlern der NASA hat diese Bedingungen verfeinert, um besser zu verstehen, wo sie suchen müssen.
Nach dem Start des Kepler-Weltraumteleskops im Jahr 2009 begannen die Wissenschaftler sofort, nach Exoplaneten zu suchen. Mithilfe des Weltraumobservatoriums gelang es den Astronomen, Tausende solcher Objekte zu entdecken, mit denen die Gesamtzahl der erdähnlichen Planeten in der Milchstraße berechnet werden konnte. Nach Berechnungen von etwa 40 Milliarden drehen sie sich hauptsächlich um sonnenähnliche Sterne und um rote Zwerge.
Da wir nur irdisches Leben kennen, ist es logisch, dass Wissenschaftler das wahrscheinlichste Auftreten von Leben in Betracht ziehen, wenn es ähnliche Bedingungen wie irdisches gibt. Und dies bedeutet das Vorhandensein von flüssigem Wasser und im Allgemeinen die Ähnlichkeit eines Exoplaneten, der als bedingt geeignet für das Leben, unseren eigenen Planeten, angesehen werden kann.
Aber natürlich wäre es ideal, Exoplaneten zu erkennen, bei denen komplexe, vielzellige Organismen auftreten können. Und hier reicht nur flüssiges Wasser nicht aus. Andere Faktoren sind notwendig, wie oben angegeben. Zum Beispiel bedeutet zu viel Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid die Unmöglichkeit eines komplexen Lebens in der Form, in der wir es kennen.
Edward Schwiterman und Kollegen
von der NASA
untersuchten die Bedingungen, unter denen ein bestimmtes Gebiet im Stern-Planeten-System als bewohnbar bezeichnet werden kann. Wenn wir die Notwendigkeit einer nicht zu hohen Konzentration an Kohlenoxiden berücksichtigen, sollte die bewohnbare Zone etwa drei Viertel der vorherigen Berechnungen betragen. „Unsere Studie wird ernsthafte Auswirkungen auf den Bereich haben, in dem es sich lohnt, nach Indikatoren für ein komplexes Leben außerhalb unseres Sonnensystems zu suchen“, sagt der Spezialist.
Es ist unmöglich, auf Kohlendioxid zu verzichten - es sollte ausreichen, um die Umgebungstemperatur zu erhöhen, die für die Existenz von Wasser ausreicht. Seine Konzentration kann jedoch während der Entwicklung des Planeten unterschiedlich sein oder sich ändern - so wie es bei der Erde der Fall war. Aber wie auch immer, näher an der Sonne kann die Konzentration von Kohlendioxid und Kohlenmonoxid nicht sehr hoch sein - und gerade in diesem Fall kann ein komplexes mehrzelliges Leben entstehen.
In der Mitte oder am äußeren Rand der bewohnbaren Zone, deren Größe zuvor berechnet wurde, muss die Konzentration dieser Gase höher sein, um die Existenz von Wasser aufrechtzuerhalten. Und dies ist nicht mehr für die Entstehung eines komplexen Lebens geeignet.
Es lohnt sich, ein anschauliches Beispiel zu geben - den Planeten Kepler-62f. Sie wird oft als würdige Kandidatin für die Existenz des Lebens bezeichnet. Dieser Planet ist dreimal schwerer als die Erde, er befindet sich ungefähr in der gleichen Entfernung von seinem Stern wie die Venus in unserem System. Da der Stern in diesem System jedoch nicht zu hell ist, entspricht die Strahlungsmenge, die Kepler-62f erreicht, ungefähr der Strahlungsmenge, die der Mars empfängt.
Ja, wenn der Kepler-62f eine ziemlich hohe Kohlendioxidkonzentration aufweist, kann der Treibhauseffekt theoretisch zu einem Temperaturanstieg und dem Auftreten von Wasser führen. In diesem Fall sollte Kohlendioxid zu jedem Zeitpunkt in seiner Geschichte 1000-mal höher sein als auf der Erde. Und dies ist nicht für mehrzellige komplexe Organismen geeignet.
Laut modernen Wissenschaftlern gab es in der Vergangenheit der Erde Zeiten, in denen die Kohlendioxidkonzentration zeitweise anstieg. Und diese Momente sind mit dem Massensterben lebender Organismen verbunden. Experten glauben, dass die Toleranz von Organismen gegenüber Kohlendioxid ihre Grenzen hat, und dies muss bei der Suche nach Kandidaten für erdähnliche Planeten mit Lebensbedingungen berücksichtigt werden. Kepler-62f ist am Ende möglicherweise keine so gute Option, wie zuvor angenommen.
Das Problem fürs Leben ist auch Kohlenmonoxid. Laut Schwiterman und Kollegen sollte es auf Planeten, die sich um relativ kühle Kohlenmonoxidsterne drehen, viel Kohlenmonoxid geben, und dies ist ein negativer Faktor, der die Wahrscheinlichkeit des Lebens auf solchen Planeten verringert.
Infolgedessen kamen Astronomen zu dem Schluss, dass man nicht die Manifestation von Indikatoren für die Existenz von Leben (und vor allem von intelligentem Leben) auf Planeten erwarten kann, die sich um Sterne der Klasse M drehen.
Es kann durchaus sein, dass Spezialistenteams, die nach außerirdischem Leben suchen, es um Sterne suchen, die der Sonne sehr ähnlich sind. Trotzdem gibt es Hunderte Millionen Kandidaten für die Rolle potenziell bewohnter Planeten. Nicht Milliarden, wie es jetzt ist, aber dennoch ist dies auch eine sehr bedeutende Zahl.
Ref:
arxiv.org/abs/1902.04720
