Jerusalem (Israel) – Neue Klimamodelle zeigen, dass selbst bislang als lebensfeindlich geltende Planeten, lebensfreundlich sein können. Die dazugehörige Studie plädiert dafür, die Suche nach außerirdischem Leben nicht länger strikt auf die klassische „habitable Zone“ eines Sterns zu beschränken.
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Wie Amri Wandel vom Racah Institute Of Physics von der The Hebrew University of Jerusalem im „The Astrophysical Journal“ (DOI: 10.3847/1538-4357/ae21d7) berichtet, legen neue Klimamodelle und aktuelle Beobachtungsdaten nahe, dass lebensfreundliche Bedingungen auf Planeten auch jenseits dieser traditionellen lebensfreundlichen Grenzen existieren könnten.
Lebensfreundlich
Die „habitable Zone“ bezeichnet jener Bereich, jene Abstandsregion um einen Stern, innerhalb deren ein Planet diesen Stern umkreisen muss, damit flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche existieren und überdauern kann, ohne dass dieses verdampft oder vollständig gefriert. In unserem Sonnensystem reicht diese Zone ungefähr von der Umlaufbahn der Venus über die Erde bis etwa zur Mars-Bahn. Das Konzept basiert auf der Annahme, dass flüssiges Wasser eine grundlegende Voraussetzung für biochemische Prozesse und damit für Leben darstellt.
In seiner Arbeit weist der Forscher darauf hin, dass diese Definition zu eng gefasst sein könnte. Zwar bleibt Wasser ein zentraler Faktor, doch spielen auch andere Bedingungen wie chemische Energiequellen, eine ausreichende Vielfalt an Elementen sowie langfristig stabile Umweltverhältnisse eine wichtige Rolle für die Entstehung und Erhaltung von Leben.
Mithilfe eines analytischen Klimamodells Wandel, insbesondere sogenannte gezeitengebundene Planeten („tidally locked planets“). Solche Planeten wenden ihrem Stern stets dieselbe Seite zu. Vergleichbar mit dem Mond, der der Erde immer dieselbe Hemisphäre zeigt. Lange Zeit galt diese Konfiguration als problematisch, da extreme Temperaturunterschiede zwischen Tag- und Nachtseite erwartet wurden, die sogar zum Kollaps der Atmosphäre auf der dunklen Seite führen könnten.
Klimamodelle zeichnen neues Bild von Lebensräumen im All
Die neueren dreidimensionalen Klimamodelle zeigen jedoch ein anderes Bild: Bei ausreichend dichter Atmosphäre oder vorhandenen Ozeanen kann Wärme effektiv zwischen Tag- und Nachtseite verteilt werden. Dadurch können die Temperaturen stabilisiert werden, sodass selbst auf der permanenten Nachtseite flüssiges Wasser existieren könnte und dies sogar dann, wenn sich der Planet näher an seinem Stern befindet, als es die klassische innere Grenze der habitablen Zone zulassen würde.
Diese Erkenntnisse betreffen vor allem Planeten, die häufig um kleine, vergleichsweise kühle Sterne der Spektralklassen M und K kreisen. Für solche Systeme könnte die innere Grenze der habitablen Zone näher am Stern liegen als bislang angenommen. Ein erweitertes Verständnis dieser Zone könnte auch helfen, jüngste Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) zu erklären. Dort wurden in den Atmosphären einiger sogenannter warmer Supererden, also Gesteinsplaneten mit größerer Masse als die Erde, Hinweise auf Wasserdampf und andere flüchtige Gase nachgewiesen, obwohl diese Planeten näher an ihren Sternen kreisen, als es nach klassischen Modellen als lebensfreundlich gelten würde.
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Der Nachweis von Wasser auf solchen Welten gilt als besonders bemerkenswert, da man bislang davon ausging, dass unter den dort herrschenden Bedingungen weder Atmosphäre noch Wasser langfristig stabil bleiben könnten. Die neuen Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass diese Planeten durchaus beträchtliche Wassermengen halten können.
Gleichzeitig argumentiert Wandel, dass die habitable Zone nicht nur nach innen, sondern auch nach außen erweitert werden sollte: Selbst auf kalten Planeten weit entfernt von ihrem Stern könnte flüssiges Wasser existieren. Beispiele hierfür sind etwa unter dicken Eisschichten in Form subglazialer Seen oder durch interne Wärmequellen. Entsprechende Lebensräume sind auch auf der Erde bekannt: In subglazialen Seen der Antarktis konnten Mikroorganismen nachgewiesen werden, obwohl dort kein offenes Oberflächenwasser vorhanden ist.
Diese Neubewertung der bisherigen Modelle erweitert somit die Bandbreite potenziell lebensfreundlicher Welten erheblich. Planeten, die bislang als zu heiß oder zu kalt galten, könnten künftig verstärkt in den Fokus der Forschung rücken. Insgesamt deutet sich an, dass die Suche nach außerirdischem Leben weniger auf eine enge Zone beschränkt bleiben sollte, sondern ein deutlich größeres Spektrum planetarer Umgebungen berücksichtigen muss.
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Quelle: The Astrophysical Journal
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