Die Suche nach einer zweiten Erde

Nach heutigem Wissensstand ist die Erde der einzige Ort im Universum, auf dem Leben entstehen konnte. Dieser Befund kann aus statistischen Gründen nur vorläufig sein. Denn die Milchstraße besteht aus 100 bis 200 Milliarden Sternen. Die Sonne ist einer dieser Sterne. Die Gesamtzahl an Galaxien im Universum wird auf 100 Milliarden geschätzt.

Auf der Oberfläche von Sternen mit Temperaturen von einigen Tausend Grad kann kein Leben existieren. Komplexe Molekülverbindungen benötigen eine kühlere Umgebung. Die Suche nach Leben muss sich daher auf Planeten konzentrieren, die im richtigen Abstand um einen Stern kreisen. Sogar im Sonnensystem könnte es auf der Marsoberfläche, dem Jupitermond Europa oder dem Saturnmond Enceladus einfache Lebensformen geben. Jedenfalls konzentriert sich derzeit die Suche auf diese Himmelskörper.

Exoplaneten

Bis in die 1990er Jahre gab es nur Vermutungen und statistische Überlegungen, ob andere Sterne von Planeten umgeben sind. 1992 wurden drei Planeten im Sternbild Jungfrau gefunden, die einen Neutronenstern, genauer gesagt einen Pulsar, umrunden. Diese Sternleichen rotieren extrem rasch und haben unvorstellbare Dichten. Ein Teelöffel der Materie eines Pulsars wiegt 8 Milliarden Tonnen. Dennoch war die Entdeckung ein Meilensten, weil sie bewies, dass es außerhalb des Sonnensystems Planeten gibt. Danach ging es Schlag auf Schlag. 1995 fanden Genfer Astronomen um den sonnenähnlichen Stern 51-Pegasi einen Gasriesenplaneten auf enger Umlaufbahn. Es ist schwierig, solche Objekte direkt zu finden, denn der Zentralstern überstrahlt mit seinem Licht die Planeten bei weitem. Es ist so, als möchte man ein Glühwürmchen unmittelbar neben einem Stadionscheinwerfer suchen. Zwei Suchverfahren sind so erfolgreich, dass damit circa 6000 Exoplaneten entdeckt wurden. Bei der Radialgeschwindigkeitsmethode verfolgt man, wie sich die Spektrallinien des Sterns periodisch verschieben und schließt daraus auf Masse und Entfernung des unsichtbaren Planeten, der diesen Effekt hervorruft. Bei der Transitmethode wird gemessen, wie sich die Sternhelligkeit ändert, wenn der Planet vor dem Stern vorbeizieht.

Wohlfühlzone

Besonders interessant ist die Suche nach einer zweiten Erde, das ist ein Exoplanet, auf dem es Leben geben könnte. Die österreichische Astrophysikerin Lisa Kaltenegger hat mit Kollegen von der Cornell University kürzlich eine „Shortlist“ von 45 Planeten erstellt, die als habitabel, also bewohnbar gelten. Grundlage waren die Daten des Gaia-Weltraumsatelliten und des Exoplaneten-Archivs der NASA. Leben fühlt sich bei Temperaturen, die flüssiges Wasser erlauben, wohl. Die Temperatur auf einem Planeten hängt von der Leuchtkraft des Sterns und dem Abstand zwischen Stern und Planet ab. Die Erde erfüllt diese Bedingungen perfekt. Das Team um Kaltenegger hat die 45 Objekte so ausgewählt, dass sie ähnlich viel Licht und Wärme vom Zentralstern erhalten, wie die Erde von der Sonne.  Alle 45 Planeten sind ähnlich vielversprechend für die Suche nach Leben. Manche, wie vier Planeten des Sterns Trappist-1, die nur 40 Lichtjahre von der Erde entfernt sind, lassen sich leichter beobachten. Sie sind gleich groß wie die Erde, aber etwas leichter, was durch einen höheren Wasseranteil erklärt werden könnte. Mit dem James-Webb-Weltraumteleskop kann die Planetenatmosphäre nach Indikatoren für Leben abgesucht werden. Der Nachweis von Leben auf fremden Planeten ist damit so nah wie nie zuvor. Voraussetzung ist, dass dieses Leben existiert.