Außerirdisches Leben: Wahrscheinlichkeit für Leben auf Exoplaneten erhöht sich
Das Vorhandensein von flüssigem Wasser ist eine wesentliche Voraussetzung für Leben. Laut einer Studie(öffnet im neuen Fenster) kann es auch an Orten gefunden werden, die die Wissenschaft bisher nicht in Betracht gezogen hat. "Dies erhöht die Chance erheblich, Umgebungen zu finden, in denen sich theoretisch Leben entwickeln könnte" , erklärte Studienleiter Lujendra Ojha(öffnet im neuen Fenster) auf der Goldschmidt-Konferenz für Geochemie in Lyon(öffnet im neuen Fenster) (9. bis 14. Juli 2023).
Demnach soll es mehr erdähnliche Exoplaneten mit flüssigem Wasser geben, als bisher angenommen. Selbst dort, wo die Bedingungen für die Existenz von flüssigem Wasser auf der Oberfläche eines Planeten nicht ideal sind, könne es diesen Stoff des Lebens geben. Denn viele Sterne weisen geologische Bedingungen auf, die für flüssiges Wasser unter der Planetenoberfläche geeignet sind.
Selbst wenn die Oberfläche eines Planeten gefroren ist, kann das Wasser im Untergrund flüssig sein. Ojha verweist auf einige Monde in unserem Sonnensystem, wie den Saturnmond Enceladus oder den Jupitermond Europa. Letztgenannten wird auch die Raumsonde Juice der europäischen Raumfahrtbehörde Esa besuchen. Die Mission ist am 14. April 2023 gestartet. Die US-Raumfahrtbehörde Nasa will 2024 die Raumsonde Europa-Clipper zu Europa schicken.
Das Forschungsteam um Ojha hat zwei Szenarien ausgemacht, damit flüssiges Wasser trotz widriger Bedingungen vorhanden sein kann. Eines davon kann man sogar auf der Erde beobachten.
Szenario 1: Radioaktivität
Auf der Erde hätten wir das Glück, genau die richtige Menge an Treibhausgasen in unserer Atmosphäre zu haben, damit Wasser an der Oberfläche flüssig bleibe, erklärte der Wissenschaftler auf der Konferenz. Ohne Treibhausgase läge die durchschnittliche globale Oberflächentemperatur bei etwa -18 Grad Celsius, das meiste flüssige Oberflächenwasser würde gefrieren.
"Vor einigen Milliarden Jahren geschah dies tatsächlich auf unserem Planeten, das flüssige Oberflächenwasser gefror vollständig. Das bedeutet jedoch nicht, dass das Wasser überall vollständig fest war" , sagte Ojha.
Denn die Wärme der Radioaktivität im Erdinneren kann das Wasser so weit erwärmen, dass es flüssig bleibt. Zu sehen ist das in der Antarktis und in der kanadischen Arktis. Trotz der eisigen Temperaturen dort gibt es große unterirdische Seen mit flüssigem Wasser. Diese werden durch die von der Radioaktivität erzeugten Wärme aufrechterhalten. "Es gibt sogar Anzeichen dafür, dass dies derzeit am Südpol des Mars der Fall sein könnte" , erklärte der Wissenschaftler.
Szenario 2: Schwerkraft
Für das nächste Szenario verwies Ojha in seinem Vortrag auf die Eismonde in unserem Sonnensystem . Obwohl deren Oberfläche vollkommen gefroren ist, gibt es offenbar unterirdische Ozeane aus flüssigem Wasser - meist gemischt mit anderen Stoffen. Deren Inneres wird "durch die Schwerkraft der großen Planeten wie Saturn und Jupiter, die sie umkreisen, ständig aufgewühlt."
Zum Vergleich nannte Ojha die Gezeitenkräfte, die durch unseren Mond ausgelöst werden. Die Kräfte der Gasriesen wirken jedoch stärker an ihren Monden als unser Mond an der Erde. "Das macht die Monde von Jupiter und Saturn zu Hauptkandidaten für die Suche nach Leben in unserem Sonnensystem. Es sind viele künftige Missionen zur Erforschung dieser Körper geplant" , sagte Ojha.
Blick ins tiefe Universum
Beim Blick in die Ferne ist für die Suche nach Wasser und möglichem Leben vor allem die häufigste Art von Sternen interessant. Die sogenannten M-Zwerge sind kleine Sterne, die kälter sind als unsere Sonne. Allein in der Milchstraße gehören 70 Prozent der Sterne zur Kategorie der M-Zwerge . Auch die meisten bisher gefundenen felsigen und erdähnlichen Exoplaneten umkreisen diese Sterne.
"Wir haben die Möglichkeit der Erzeugung und Erhaltung von flüssigem Wasser auf Exoplaneten, die um M-Zwerge kreisen, modelliert, indem wir nur die vom Planeten erzeugte Wärme berücksichtigten." Indem sie das erste Szenario durchspielten, fand das Forschungsteam heraus, dass ein hoher Prozentsatz dieser Exoplaneten wahrscheinlich über genügend Wärme verfügt, um flüssiges Wasser zu erhalten.
Zumindest theoretisch wären dadurch deutlich mehr Exoplaneten geeignete Kandidaten für den flüssigen Stoff des Lebens, als bisher angenommen. Bislang schätzte die Fachwelt, dass etwa ein Gesteinsplanet pro 100 Sterne flüssiges Wasser haben könnte. Das neue Modell zeigt, dass es unter den richtigen Bedingungen bis zu einem Planeten pro Stern geben könnte.
"Damit stehen die Chancen für den Ursprung des Lebens anderswo im Universum wirklich gut" , schlussfolgerte der Wissenschaftler.
Zur Studie der Präsentation
Die Arbeit wurde bereits am 6. Dezember 2022 in der Fachzeitschrift Nature Communications publiziert. Der Titel ist Liquid water on cold exo-Earths via basal melting of ice sheets(öffnet im neuen Fenster) (Flüssiges Wasser auf kalten Exo-Erden durch basales Schmelzen von Eisschilden).
Ein Kommentar mit dem Titel Habitability and sub glacial liquid water on planets of M-dwarf stars(öffnet im neuen Fenster) (Bewohnbarkeit und subglaziales flüssiges Wasser auf Planeten von M-Zwergsternen) wurde am 14. April 2023 ebenfalls in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.