Illustration: MPIA Graphics Department

Suche nach Exo-Leben: Das Problem mit der gebundenen Rotation

2. Dezember 2017, 17:30

Die im All sehr häufig vorkommenden Roten Zwerge gelten als neue Hoffnungsträger, bringen aber einige Tücken mit sich

Der Rote Zwerg Trappist-1 und sein Planet d. Der könnte Leben tragen – aber nur unter Einhaltung einer ganzen Reihe von "Wenns".
illustration: mpia graphics department

Heidelberg – Die Idee, dass man um Rote Zwerge Planeten mit lebensfreundlichen Bedingungen finden könnte, ist noch relativ jung. Lange Zeit wurden die leuchtschwachen Zwergsterne ignoriert, weil sie als zu kühl galten. Erst in den vergangenen Jahren haben sich Studien gehäuft, die Bedingungen auflisteten, unter denen Astrobiologen in den Systemen von Roten Zwergen ein lohnendes Ziel finden könnten. Damit "erschloss" sich eine gewaltige Ressource: Immerhin machen Rote Zwerge fast drei Viertel aller Sterne aus.

Wie immer bei der Suche nach Exoplaneten oder gar Exo-Leben folgen auf optimistisch stimmende Studien aber umgehend solche, die die Freude wieder dämpfen – die jüngste kommt vom Max-Planck-Institut für Astronomie und wurde in den "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" veröffentlicht.

Zwei sehr unterschiedliche Seiten

Schon zuvor war klar: Die habitable Zone um Rote Zwerge wäre ein viel enger um den Stern liegender Gürtel als in unserem Sonnensystem. In diesem Gürtel liegende Planeten würden für eine Umkreisung nicht Monate oder gar Jahre brauchen, sondern nur Wochen. Und wie im Fall des Erdmonds, der der Erde immer dieselbe Seite zuwendet, wäre auch bei solchen eng kreisenden Planeten eine gebundene Rotation sehr wahrscheinlich.

Dass eine Planetenhemisphäre stets sternbeschienen und heiß ist, während die andere in dunkler Kälte bleiben muss, ist für die Ausbreitung von Leben generell eine Erschwernis. Faktoren wie ein Ozean oder eine dichte Atmosphäre, die für einen gewissen Temperaturausgleich sorgen, könnten den Effekt aber abmildern.

Neue Erkenntnisse

Allerdings würde sich die gebundene Rotation auch auf die Luftströme auswirken, berichtet nun Max-Planck-Forscherin Ludmila Carone. Sie erstellte mit ihrem Team Simulationen der atmosphärischen Strömungen auf zwei real existierenden Exoplaneten, die um Rote Zwerge kreisen: Proxima b im Orbit um den uns nächstgelegenen Stern Proxima Centauri und Trappist-1d in 40 Lichtjahren Entfernung. Beide befinden sich innerhalb der habitablen Zone des jeweiligen Systems – also dort, wo Wasser dauerhaft flüssig sein könnte.

Carones Team fokussierte auf die Verteilung von Ozon, das als potenzieller Marker für eine Exo-Ökosphäre gilt: Will man herausfinden, ob ein Exoplanet Leben trägt, kann man nur seine Atmosphäre auf das Vorhandensein vielversprechender Verbindungen untersuchen – eine davon eben Ozon. Die Berechnungen zeigten nun, dass das Ozon auf einem Planeten mit gebundener Rotation durch die dort vorherrschenden Luftströmungen von den Polen zum Äquator getragen würde und dort dann "gefangen" wäre.

Schlussfolgerungen

Eine solche "Ozonfalle" hätte mehrere Folgen. Zum einen würden die Bedingungen für dortiges Leben noch ungünstiger, da sich so keine schützende planetenumspannende Ozonschicht wie auf der Erde bilden kann. Die gute Nachricht: Rote Zwerge strahlen nur wenig schädliches UV-Licht aus, man käme in den ungeschützten höheren Breiten also auch ohne solche Schicht aus – aber nur im Normalfall. Denn die schlechte Nachricht lautet: Rote Zwerge neigen auch zu unregelmäßigen und heftigen Strahlungsausbrüchen.

Eine andere Folge betrifft nicht die hypothetischen Lebewesen selbst, sondern die Suche nach ihnen. Versteckt sich das Ozon in der "Falle" am Äquator, erschwert das die Suche nach diesem potenziellen Anzeichen für Leben und neue Suchstrategien sind gefragt. Carone sieht das ganz pragmatisch: "Dass die Suche nach außerirdischem Leben nicht einfach werden würde, wussten wir von Anfang an." (jdo, 2. 12. 2017)