Exoplaneten – lebensfreundliche oder tote Welten?

Schon lange bevor Galileo Galilei mit seinem Fernrohr die Mondkrater erforschte und zum ersten Mal die Jupitermonde beobachtete, drängte der Entdeckungsdrang die Menschen zur Erforschung der Sterne. Nach Ende des zweiten Weltkrieges wurde im Zuge des kalten Krieges mit Hochtouren an der Entwicklung der Raumfahrttechnik gearbeitet.

Der Sowjetunion gelang der erste Durchbruch. 1961 befand sich Juri Gagarin als erster Mensch im Weltraum. Die Bemühungen der USA und der NASA unter der Führung von Präsident John F. Kennedy hingegen richteten sich auf die Entwicklung einer Rakete für die erste bemannte Mondlandung. Im Zuge der Raumfahrtmission Apollo 11, deren Start am 16. Juli 1969 stattfand, betraten Neil Armstrong und Buzz Aldrin am 20. Juli als erste Menschen die Oberfläche des Mondes.

In den Folgejahren werden noch mehrere erfolgreiche Missionen zum Mond durchgeführt. Mittlerweile beschäftigen sich private Stiftungen und Unternehmer mit der Realisierung einer dauerhaften Marskolonie. Während die NASA das Jahr 2040 als Zeitpunkt für die erste Marsmission vorsieht, plant der private Investor Elon Musk mit seinem Unternehmen SpaceX die Marslandung der ersten bemannten Rakete im Jahr 2027.

Die Lebensbedingungen für Menschen auf dem Mars stellen die Raumfahrt noch vor zahlreiche Rätsel. Wissenschaftler auf der ganzen Welt untersuchen indessen die Bewohnbarkeit von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. In der Milchstraße und benachbarten Galaxien befinden sich zahlreiche Exoplaneten, die weit erdähnlichere Merkmale und Bedingungen aufweisen, als unser roter Nachbarplanet.

Astronaut auf dem Mond

Was ist ein Exoplanet?

Ein Exoplanet oder auch extrasolarer Planet ist ein Planet, der sich außerhalb unseres Sonnensystems befindet und unter dem Einfluss der Gravitation eines Sterns steht.

Bereits im Jahr 1988 wurde der erste Exoplanet entdeckt. Mithilfe des HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) konnten bereits über 150 Exoplaneten durch spektographische Analysen gefunden werden. Bis heute wurden insgesamt 3609 Exoplaneten, 2703 Planetensysteme und 610 Planetensysteme mit mehreren Planeten entdeckt.

Wo befindet sich der erdnächste Exoplanet?

Proxima b ist der erdnächste Exoplanet und wurde am 24. August 2016 entdeckt. Er befindet sich in der Umlaufbahn des 4.2 Lichtjahre von der Erde entfernten Sterns Proxima Centauri und damit im Sternbild des Zentauren.

Der Planet ist der bisher einzig bekannte in diesem Sonnensystem. Durch die Nähe zu seinem Zentralstern dauert ein Jahr auf Proxima b lediglich etwas über 11 Tage. Seine Größe und Masse und die Tatsache, dass sich auf der Oberfläche Wasser befinden könnte, machen den Exoplanet außerdem auch noch zu einem der erdähnlichsten Planeten. Da es sich bei Proxima Centauri um einen roten Zwerg handelt, kann dieser von der Erde aus nur mit einem großen Teleskop beobachtet werden.

Welcher ist der erdähnlichste Exoplanet?

Die Exoplaneten Proxima b und Trappist-1 e, die erst kürzlich entdeckt wurden, sind die erdähnlichsten Exoplaneten mit ESI-Werten von 0.87 und 0.86.

Der sogenannte Earth Similarity Index beschreibt, wie ähnlich ein Planet oder Mond zur Erde anhand einer Skala von 0 bis eins 1 bewertet werden kann. Bisher besitzt nur die Erde einen Wert von 1. Ein hoher ESI setzt aber keineswegs habitable Voraussetzungen für Leben oder Bedingungen für eine dauerhafte Kolonialisierung voraus.

Exoplaneten mit den höchsten ESI-Werten sind Proxima b (ESI 0.87), Trappist-1 e (ESI 0.86), Gliese 667Cc (ESI 0.84), Kepler-442b (ESI 0.84) und Kepler-1229b (ESI 0.73), Bis auf Gliese 667Cc wurden diese Exoplaneten mit Hilfe des Kepler Weltraumteleskops entdeckt. Die meisten dieser erdähnlichen Exoplaneten befinden sich in der Umlaufbahn eines roten Zwergs wie Proxima b.

Astronaut schwebt über der Erde im Weltall

Gibt es bewohnbare Exoplaneten?

Der Habitable Exoplanets Catalog ist ein Katalog an potentiell bewohnbaren Exoplaneten, der vom Planetary Hability Laboratory geführt wird. Darunter fallen die Planeten, die einen hohen ESI-Wert aufweisen können und somit Gesteinsplaneten sind.

Auf deren Oberfläche könnte grundsätzlich flüssiges Wasser vorhanden sein. Diese Exoplaneten sind bei geeigneten Voraussetzungen für die menschliche Besiedelung ideal. Bei Exoplaneten, die einen größeren Durchmesser und eine höhere Masse aufweisen, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass es sich dabei um planetare Gasriesen handelt.

Dennoch besteht die nicht abwegige Möglichkeit, dass diese Exoplaneten bewohnbare Welten sind. Beispiele für diese Exoplaneten sind Trappist-1 d (ESI 0.90), GJ 3323 b (ESI 0.89), Kepler-438b (ESI 0.88), GJ 273 b (ESI 0.86) und Kepler-296e (ESI 0.85).

Sind Planeten in unserem Sonnensystem bewohnbar?

Ein Organismus auf Kohlenstoffbasis kann nur dann auf einem fremden Planeten überleben, wenn drei essentielle Grundbausteine für die Entstehung und den Fortbestand von Leben gegeben sind. Die Bausteine sind Wasser, Energie und organisches Material.

Am Beispiel einer Pflanze kann man den Bedarf dieser Voraussetzungen besser nachvollziehen: Flüssiges Wasser benötigt die Pflanze, da sie zu einem Großteil daraus besteht und ohne dieses vertrocknen würde. Energie braucht die Pflanze in Form der Sonne, ohne die sie keine Photosynthese betreiben könnte. Da die Pflanze aus organischem Material besteht, benötigt sie zusätzlich auch Nährstoffe in der Erde, um zu überleben.

Ein Planet der diese Anforderungen erfüllt und sich noch dazu in unserem Sonnensystem befindet ist Mars. Deshalb arbeiten staatliche Raumfahrtbehörden und private Unternehmer mit Hochdruck an der Erforschung und Kolonisierung des roten Planeten.

Auf welchen Exoplaneten ist Leben möglich?

Auf welchen Planeten ist außerirdisches Leben am wahrscheinlichsten?

In unserem Sonnensystem sind der Planet Mars und die Monde Europa und Titan Himmelskörper, auf deren Oberfläche die Existenz von Leben mit einer hohen Wahrscheinlichkeit möglich ist.

Curiosity ist ein Aufklärungsroboter der NASA, der seit fast fünf Jahren die Oberfläche des Mars erforscht und dabei seine Ausflüge mit Kameras und geologischen Untersuchungen dokumentiert. Mit der Hilfe von Curiosity konnte herausgefunden werden, dass sich vor vielen Jahren große Wasserflächen auf der Oberfläche des Mars befunden haben.

Obwohl sich diese Wassermengen schon vor langer Zeit zurückgezogen haben, enthält die Marserde an manchen Stellen noch bis zu 60% Wasser. Zusätzlich zu den mit Eis bedeckten Polkappen befinden sich in zahlreichen Kratern noch Eisflächen. Neben dem Planeten Mars gibt es zwei Monde in unserem Sonnensystem, wo die Existenz außerirdischen Lebens am wahrscheinlichsten ist.

Europa, einer der größten Monde des Gasriesen Jupiter besteht trotz der Tatsache, dass sich der Mond außerhalb der habitablen Zone befindet, zu einem sehr hohen Anteil aus Wasser. Dieser 100 km tiefe Ozean liegt unter einer Eisschicht, die mehrere Kilometer dick ist. Damit befindet sich auf dem Jupitermond, der nur etwas kleiner als der Erdmond ist, weit mehr Wasser als auf der Erde.

Titan, der größte der über 60 bekannten Monde des Saturn, ist auch ein Hoffnungsträger für die Existenz von Leben in unserem Sonnensystem. Eine Sonde fand Ozeane in der Größe des schwarzen Meers, die mit flüssigem Methan und Ethan gefüllt sind. Wenn Leben auf der Grundlage einer anderen chemischen Verbindung als Wasser existieren kann, ist die Wahrscheinlichkeit außerirdisches Leben auf Titan zu finden am größten.

Die Frage, ob es außerirdisches Leben im Universum gibt, bleibt bis heute offen. Während die Wissenschaft diese Frage vor einigen Jahren nur recht skeptisch beantworten konnte, wächst die Aussicht auf eine positive Bestätigung dieser Frage durch kürzliche Entdeckungen und Erkenntnisse der letzten Jahre von Tag zu Tag.

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