Sonnensysteme, die für höheres Leben geeignet sind

Für Leben geeignete Sonnensysteme


Nicht jedes Sonnensystem ist für die Entwicklung von Leben geeignet. Dies gilt insbesondere für die Entwicklung von höherem Leben. Vom ersten Einzeller bis zum Menschen dauerte es auf der Erde Milliarden Jahre. Nicht jede Sonne hat eine so lange Lebensdauer. Dies gilt auch für Planeten. Sie müssen zum einen zur Entwicklung von Leben geeignet sein. Zum anderen sollten diese Voraussetzungen auch für einen sehr langen Zeitraum gelten. Dazu muss zum Beispiel die Planetenbahn langfristig stabil sein. Auch darf es nie zu einer Kollision mit einem großen Himmelskörper kommen. Zudem sollte ein Einschlag von mittelgroßen oder größeren Asteroiden möglichst selten passieren.

Alle diese Voraussetzungen gelten für die Erde. Im Moment sucht man durch die Erforschung von anderen Sonnensystemen und deren Planeten herauszufinden, für wie viel Prozent der Sonnensysteme diese Bedingungen gelten.

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Geeignete Sonnentypen

Wir wissen, dass Sterne, die unserer Sonne ähnlich sind, für Leben geeignet sein können. Schließlich hat sich auf einem Planeten unserer Sonne Leben prächtig entwickelt. Aber können auch Sonnensysteme mit anderen Typen von Sonnen geeignet für höheres Leben sein?

Deutlich größere Sonnen als unser Mutterstern sind für höheres Leben kaum geeignet. Dies hat einen einfachen Grund. Sie werden nicht alt genug. Ganz große Sterne wie Hyperriesen existieren nur wenige Millionen Jahre, etwas kleinere nur maximal eine Milliarde Jahre. Solche Sternenmonster sind jedoch eher selten. 90 Prozent aller Sterne in der Milchstraße sind Zwergsterne wie unsere Sonne. Sie leben sehr lange und sind stabil.

Aber auch bei kleinen Sonnen gibt es ein Problem. Die Planeten, die warm genug sind für die Lebensentwicklung, müssten nahe an der kleinen Sonne sein. Nur hier ist es warm genug. Man weiss aber heute, dass solche sonnennahe Himmelskörper immer die selbe Seite zur Sonne zeigen. Ihre Umdrehungszeit um sich selbst entspricht der Umlaufzeit um die Muttersonne. Damit sind sie auf einer Seite sehr warm, auf der anderen Seite aber sehr kalt. Solche Planeten können keine Atmosphäre haben. Somit gibt es wohl auch kein flüssiges Wasser und kein Leben.

Interessant ist auch die wichtige Frage, ob der große Anteil der Doppelsterne und Mehrfachsterne höheres Leben hervorbringen kann. Diese Frage ist noch weitgehend ungeklärt. Mehr als die Hälfte aller Sonnen in unserer Galaxis sind keine Einzelsonnen.  Es gibt verschiedene Arten von Planetensystemen in einem Doppelstern-Sonnensystem. Beide Sterne kreisen immer um einen gemeinsamen Schwerpunkt. So ein Umlauf kann Jahrhunderte dauern, aber auch weniger als einen Tag. Aus der Exoplaneten-Forschung wissen wir seit einigen Jahren, dass es Planeten gibt, die nur eine der Sonnen umkreisen. Andere Exoplaneten umrunden jedoch beide Sonnen. Es ist ein sehr junges Forschungsgebiet. Zumindest wissen wir heute, dass solche Sonnensysteme Planeten haben können. Es ist allerdings mehr als fraglich, ob viele solcher Sonnensysteme Planeten mit langfristig stabilen Temperaturen hervorbringen können.

Geht man aus obigen Gründen davon aus, dass nur G-Sterne (Typ wie unsere Sonne) und nur Einzelsterne höheres Leben entwickeln können, ist die Zahl der geigneten Sterne eher gering. Etwa 0,5% aller Sonnen wären dann geeignet. Dies wären aber immer noch eine Milliarde Sterne in unserer Milchstraße. Nicht gerade wenig.

 

Planetensysteme

Hier wird im Moment viel geforscht. Je mehr Exoplaneten wir kennen, desto mehr wissen wir. Sonnensysteme können ganz anders aufgebaut sein als unser solares System. Viele Systeme scheinen in der habitablen Zone (bewohnbare Region um die Sonne) auch oder nur Gasriesen zu besitzen. Es gibt Sonnensysteme in denen die Planeten keine kreisförmigen Umlaufbahnen haben, sondern starke ellipsenförmigen Bahnen aufweisen.

In letzter Zeit gehen einige Forscher davon aus, dass Gesteinsplaneten mit stabilen, kreisförmigen Umlaufbahnen nur unter gewissen Voraussetzungen existieren. Zum einen darf es keine Hot-Jupiter geben. Dies sind sehr große Gas-Planeten in der Nähe der Sonne. Solche großen Himmelskörper würden die Umlaufbahn erdähnlichen Planeten stark stören. Es wäre somit kein geeignetes Sonnensystem für die Entwicklung von komplexen Lebewesen. Aus der Exoplaneten-Forschung wissen wir, dass solche Hot-Jupiter-Planetensysteme nicht gerade selten sind.

Andere Wissenschaftler glauben, dass es nicht mehr als zwei große Gas-Planeten wie Jupiter und Saturn geben darf. Nach der Berechnung von sehr komplexen Computer-Modellen werden Sonnensysteme mit mehr Gas-Riesenplaneten instabil. Erdähnliche Planeten könnten nicht dauerhaft auf einer kreisförmigen Umlaufbahn bleiben. Hingegen wären Sonnensysteme mit keinem, einem oder zwei Gasriesen ideal. Solche Forschungen sind jedoch noch ganz am Anfang und werden sehr kontrovers diskutiert. In 20 Jahren wissen wir sicherlich mehr.

Auch gibt es einen unbekannten Prozentsatz von Sonnensystemen ganz ohne Planeten. Zudem gibt es vermutlich Systeme, in denen es keine Gesteinsplaneten gibt. Gasplaneten können kein für uns vorstellbares Leben entwickeln, es fehlt schon an einer festen Oberfläche. Allerdings wäre auf der anderen Seite Leben auf größeren Monden von Gasplaneten zumindest denkbar.

Meteoriten und Asteroiden

Wir gehen davon aus, dass ab einer bestimmten Zahl von Meteoriten-Treffern die Entwicklung von Leben nachhaltig gestört wird. Dies gilt besonders für größere Asteroiden-Einschläge. Jede einzelne Katastrophe dieser Art wirft die Entwicklung von höherem Leben für lange Zeit zurück. Kommen solche Zusammenstöße zu oft vor, können sich komplexe Lebewesen nicht nachhaltig entwickeln. Es wäre kein geeignetes Sonnensystem für hochentwickelte Lebewesen.

Die Frage ist nun: In welchen Sonnensystemen sind größere Asteroiden-Einschläge in der habitablen Zone häufig? Dazu gibt es einige Theorien, aber keine ist bisher bewiesen worden. Eine aktuelle Theorie besagt, dass man die großen Gasplaneten zwingend braucht. Jupiter beschützt die inneren Planeten, da er, wie ein Staubsauger, die meisten zu den inneren Planeten wanderten Asteroiden an sich zieht. Er schützt damit die Erde indirekt. Manche bekannte Forscher glauben, dass ohne Jupiter 500-mal mehr große Einschläge auf der Erde stattfinden würden.

Es gibt aber auch Gegenmeinungen: Ohne große Planeten wie Jupiter wären Sonnensysteme viel stabiler. Jupiter ist der große Störfaktor. Auch kleinere Objekte, besonders die Asteroiden, hätten ohne Gas-Riesen viel stabilere Umlaufbahnen. Es würde sogar zu weniger Kollisionen in der habitablen Zone kommen.

 

Einschätzung und Zusammenfassung

Hat ein Sonnensystem innere Gasplaneten (Hot Jupiter), ist nach heutigem Stand die Entwicklung von höherem Leben unwahrscheinlich. Inwieweit die Existenz von äußeren Gasplaneten zu geeigneten Sonnensystemen für Leben beiträgt, ist noch unklar. Wir wissen nicht einmal genau wie viel Prozent der Sonnensysteme überhaupt Planeten haben.

Eine Abschätzung wie viele für höheres Leben geeignete Sonnensysteme es gibt ist noch nicht möglich. Manche schätzen, dass es in 0,5 Prozent der Sonnensysteme über Milliarden Jahre stabile Planeten mit Atmosphäre in der habitablen Zone gibt. Andere schätzen diese Zahl wesentlich pessimistischer. Von einem von 10.000 Sonnensysteme ist zum Beispiel bei einem bekannten Physiker die Rede. Aber auch dies wäre immer noch nicht zu wenig. Es gibt etwa 200 Milliarden Sterne in der Milchstraße! 200.000.000.000 geteilt durch 10.000 sind nach Adam Riese ja immer noch 10 Millionen.

 

 

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