Exoplaneten
Bedingungen für extraterrestrisches Leben
In den letzten Wochen und Monaten häuften sich die Entdeckungen von erdähnlichen Exoplaneten. Nur noch eine Frage der Zeit also, wann wir tatsächlich eine zweite bewohnte Erde entdecken? Allzu euphorisch sollten wir besser nicht sein, denn für die Entstehung von Leben muss ein Exoplanet weitaus mehr bieten, als nur in der habitablen Zone seines Sterns zu liegen.
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Exoplanet OGLE-2005-BLG-390Lb (künstlerische Darstellung des 2005 entdeckten Objekts, NASA)
Wir Erdlinge sind in der Tat ein glückliches Völkchen. Glücklich, dass wir überhaupt da sind, wohlbemerkt. Denn dieses Dasein ist das Ergebnis von unzähligen Zufällen, die sich in der Entwicklungsgeschichte unserer kosmischen Umgebung zugetragen haben. Beginnen wir mit unserer Sonne: Leben entwickelt sich nicht von heute auf morgen. Bis die Erde intelligentes Leben hervorgebracht hat, mussten 4,5 Milliarden Jahre vergehen. Zugegeben, erstes Leben findet sich schon deutlich früher auf unserem Planeten, aber eine Milliarde Jahre sollten es schon sein. Und genau das ist der Knackpunkt: Ein großer Stern verbrennt seinen Wasserstoffvorrat unverhältnismäßig schnell, wodurch seine Lebensdauer deutlich unter die 1-Milliarde-Jahre-Marke rutschen kann. Auf der anderen Seite lebt ein verglichen mit unserer Sonne kleiner Stern zwar sehr lange, hat jedoch eine ungünstige habitable Zone: Ein sich darin aufhaltender Planet würde diesem Stern aufgrund der geringen Distanz und einem daraus resultierenden speziellen gravitativen Effekt immer die selbe Seite zeigen. Etwa so, wie der Mond der Erde. Eine Seite wäre folglich immer heiß, die andere permanent kalt. An ein gemäßigtes Klima wäre auf einem solchen Planeten nicht zu denken. Wir sehen also: Unsere Sonne hat genau die richtige Größe.
Mond und Jupiter erweisen sich als wahre Glücksfälle
Unserem Mond hat die Erde ihre stabile Rotationsachse zu verdanken. Genauer gesagt liegt es nicht am Mond selbst, sondern an seiner Größe: Mit einem Durchmesser von knapp 3500 km ist er nur etwa 3,5 mal kleiner als die Erde. Ein außergewöhliches Verhältnis, sind die meisten anderen Monde in unserem Sonnensystem in dieser Relation betrachtet doch deutlich kleiner. Unser Mond verhindert mit seiner großen Masse also ein zu starkes Schwanken der Rotationsachse der Erde. Nur deswegen haben wir überhaupt so etwas wie ein stabiles Klima. Ein Exoplanet ohne einen solchen Begleiter wird es schwer haben, für gemäßigte Atmosphärenverhältnisse zu sorgen. Eine weitere Bedingung dafür, dass sich Leben geschützt entwickeln kann, ist das Vorhandensein eines "kosmischen Staubsaugers": Jupiter fängt mit seiner enormen Masse die meisten Asteroiden ab, die im Sonnensystem ihre Bahnen ziehen oder gar von außen zu uns kommen. Dadurch wird die Erde weitestgehend von diesem außerirdischen Bombardement verschont. Zwar nicht vollständig, aber zufriedenstellend. Wobei: Wie wir schon an anderer Stelle bemerkt haben, kommen einige Himmelskörper der Erde in den nächsten Jahren und Jahrzehnten gefährlich nahe. Zu nennen sei hier insbesondere der Asteroid "(99942) Apophis", der an einem Freitag den 13. in nur 30.000 Kilometern an der Erde vorbeiziehen wird. Auch Jupiter wird daran nichts mehr ändern.
Von Magnetfeldern und Sternexplosionen
Die Erde bietet uns einen ganz besonderen Schutz vor kosmischer Strahlung: Durch das Erdmagnetfeld wird der größte Teil der von der Sonne kommenden hochenergetischen Teilchen an uns vorbeigelenkt. Diese würden - sollten sie aus irgendeinem Grund doch einmal auf einen biologischen Organismus treffen - verheerende Zellschäden anrichten. Jetzt kann man sich ausmalen, was ein fehlendes Magnetfeld für die Entwicklung des Lebens bedeuten würde. Das Zustandekommen dieses Magnetfelds ist bis heute nicht 100%ig verstanden, da wir noch nicht alles über den inneren Aufbau der Erde wissen. Die Physik sagt uns lediglich, dass sich im Erdinnern große Mengen metallischen Materials befinden müssen. Aber nicht nur unsere nähere Umgebung muss die richtigen Eigenschaften für die Entstehung von Leben besitzen. Beispielsweise könnten weit entfernte Supernovae ebenfalls eine Bedrohung darstellen: Die enorme Strahlung solcher Ereignisse hätte ähnliche Folgen wie das Fehlen eines Erdmagnetfelds. Glücklicherweise befindet sich die Erde in einer relativ ruhigen Zone der Milchstraße. Sprich: In unserer näheren Umgebung wird sich in absehbarer Zeit wohl keine gefährliche Supernova ereignen.
All diese Faktoren zeigen, wieviele Bedingungen an einen Exoplaneten gestellt werden müssen, wollen wir ihn tatsächlich eine zweite Erde nennen.
Autor: M. Gänsler
Bildquelle
Mond und Jupiter erweisen sich als wahre Glücksfälle
Unserem Mond hat die Erde ihre stabile Rotationsachse zu verdanken. Genauer gesagt liegt es nicht am Mond selbst, sondern an seiner Größe: Mit einem Durchmesser von knapp 3500 km ist er nur etwa 3,5 mal kleiner als die Erde. Ein außergewöhliches Verhältnis, sind die meisten anderen Monde in unserem Sonnensystem in dieser Relation betrachtet doch deutlich kleiner. Unser Mond verhindert mit seiner großen Masse also ein zu starkes Schwanken der Rotationsachse der Erde. Nur deswegen haben wir überhaupt so etwas wie ein stabiles Klima. Ein Exoplanet ohne einen solchen Begleiter wird es schwer haben, für gemäßigte Atmosphärenverhältnisse zu sorgen. Eine weitere Bedingung dafür, dass sich Leben geschützt entwickeln kann, ist das Vorhandensein eines "kosmischen Staubsaugers": Jupiter fängt mit seiner enormen Masse die meisten Asteroiden ab, die im Sonnensystem ihre Bahnen ziehen oder gar von außen zu uns kommen. Dadurch wird die Erde weitestgehend von diesem außerirdischen Bombardement verschont. Zwar nicht vollständig, aber zufriedenstellend. Wobei: Wie wir schon an anderer Stelle bemerkt haben, kommen einige Himmelskörper der Erde in den nächsten Jahren und Jahrzehnten gefährlich nahe. Zu nennen sei hier insbesondere der Asteroid "(99942) Apophis", der an einem Freitag den 13. in nur 30.000 Kilometern an der Erde vorbeiziehen wird. Auch Jupiter wird daran nichts mehr ändern.
Von Magnetfeldern und Sternexplosionen
Die Erde bietet uns einen ganz besonderen Schutz vor kosmischer Strahlung: Durch das Erdmagnetfeld wird der größte Teil der von der Sonne kommenden hochenergetischen Teilchen an uns vorbeigelenkt. Diese würden - sollten sie aus irgendeinem Grund doch einmal auf einen biologischen Organismus treffen - verheerende Zellschäden anrichten. Jetzt kann man sich ausmalen, was ein fehlendes Magnetfeld für die Entwicklung des Lebens bedeuten würde. Das Zustandekommen dieses Magnetfelds ist bis heute nicht 100%ig verstanden, da wir noch nicht alles über den inneren Aufbau der Erde wissen. Die Physik sagt uns lediglich, dass sich im Erdinnern große Mengen metallischen Materials befinden müssen. Aber nicht nur unsere nähere Umgebung muss die richtigen Eigenschaften für die Entstehung von Leben besitzen. Beispielsweise könnten weit entfernte Supernovae ebenfalls eine Bedrohung darstellen: Die enorme Strahlung solcher Ereignisse hätte ähnliche Folgen wie das Fehlen eines Erdmagnetfelds. Glücklicherweise befindet sich die Erde in einer relativ ruhigen Zone der Milchstraße. Sprich: In unserer näheren Umgebung wird sich in absehbarer Zeit wohl keine gefährliche Supernova ereignen.
All diese Faktoren zeigen, wieviele Bedingungen an einen Exoplaneten gestellt werden müssen, wollen wir ihn tatsächlich eine zweite Erde nennen.
Autor: M. Gänsler
Bildquelle
