Einschätzung: Wie lebensfreundlich ist Proxima Centauri b?

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Künstlerische Darstellung der Planetenoberfläche von Proxima Centauri b mit Blick auf seinen Stern.

Copyright: ESO

Seattle (USA) – Mit der Entdeckung eines vermutlich erdartigen Planeten innerhalb der lebensfreundlichen Zone um unseren, nur 4,22 Lichtjahre entfernten nächsten Nachbarstern, Proxima Centauri, steigen auch die Hoffnungen, dass dieser Planet nicht nur erdartig sondern auch erdähnlich sein und damit Leben beherbergen könnte. Auf der Grundlage der bislang bekannten Fakten untersucht eine aktuelle Studie, ob auf „Proxima Centauri b“ Leben möglich ist.

„Sollte Leben auf ‚Proxima b‘ möglich sein, so müsste sich der Planet sehr anders als unsere Erde entwickelt haben“, so die bisherige Einschätzung des Teams um Rory Barnes und Victoria Meadows vom Virtual Planetary Laboratory (VPL) an der University of Washington in einer Pressemiteilung des zum NASA Astrobiology Institute gehörenden interdisziplinären Wissenschaftlerteams aus Astronomen, Geophysikern, Klimaforschern und Biologen, die auf der Seite des Pale Red Dot-Projekts veröffentlicht wurde, innerhalb dessen Suche der Planet vergangene Woche bekanntgegeben wurde (…GreWi berichtete).

Die bislang bekannten Fakten zu Proxima Centauri b

–  Der Planet verfügt über mindestens die annähernd gleiche Masse wie unsere Erde – könnte aber auch das Vielfache dieser besitzen.

– Er umkreist seinen Stern einmal alle 11 Tage.

– Sein Stern, ein roter Zwergstern, besitzt nur 12 Prozent der Masse unserer Sonne, ist deutlich lichtschwächer, weshalb seine habitable Zone auch deutlich näher liegt als die des Sonnensystems.

Bei der „habiatble Zone“ handelt es sich um jene Abstandsregion, innerhalb derer ein Planet seinen Stern umkreisen muss, damit auf seiner Oberfläche Wasser in flüssiger Form – und damit die Grundlage zumindest des irdischen Lebens – existieren kann.

– Der Planet umkreist seinen Stern 25 mal näher als die Erde die Sonne.

– Der Stern selbst (Proxima Centauri) könnte auch mit den beiden Sternen des Doppelsternsystems Alpha Centauri ein Dreifachsystem bilden. Der Abstand von gerade einmal 15.000 Astronomischen Einheiten (AE = Abstand Erde – Sonne) könnte auch den Planeten Proxima b, seine Vergangenheit und bisherige Entwicklung beeinflusst haben.

– In den Beobachtungsdaten finden sich auch erste Hinweise auf einen zweiten Planeten, der den Stern einmal in 200 Tagen umkreist. Die Existenz dieses Planeten konnte bislang allerdings noch nicht eindeutig nachgewiesen werden.

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Das System Proxima Centauri mit dem jetzt entdeckten Planeten „Proxima b“ im grafischen Vergleich zu unserem Sonnensystem (Illu.). Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.

Copyright: ESO/M. Kornmesser/G. Coleman

Es sei schwer, eine einfache und kurze Antwort auf die Frage nach möglichem Leben auf Proxima Centauri b zu geben, so Barnes und erklärt weiter: „Unsere Beobachtungen basieren erst auf relativ wenig Daten und das, was wir sagen können beinhalten eine Vielzahl an Möglichkeiten und ebenso vielen neuen Fragen.“

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Mit Hilfe von Computermodellen haben die Wissenschaftler die Umlaufbahneigenschaften des Planeten im Wechselspiel mit seinem Stern und dessen direkten Nachbarsternen Alpha Centauri A und B untersucht und dabei die Wahrscheinlichkeiten der Entwicklung des Planeten analysiert.

Das möglicherweise größte Hindernis für Leben auf Proxima b, sei die Helligkeit seines Muttersterns, Proxima Centauri, so Barnes. „Heute ist dieser rote Zwergstern zwar lichtschwach. Aber das war nicht immer so. Die Entwicklung seiner Helligkeit war langsam und komplex. Laut unseren Modellen zur Sternentwicklung hat sich die Helligkeit des Sterns während seiner ersten Milliarden Jahre langsam auf den heutigen Wert abgeschwächt. Das wiederum legt nahe, dass es währen der ersten viertelmilliarden Jahre für Leben, wie wir es von der heutigen Erde kennen, zu heiß auf der Oberfläche des Planeten war. (…) Wäre die moderne Erde einer vergleichbaren Situation ausgesetzt, so würde sie zu einem Venusplaneten werden, auf dem ein starker Treibhauseffekt alles ursprünglich vorhandene Wasser – und damit alle Chance auf die Entstehung von Leben – verdampft hätte.“

Viele Fragen über die Zusammensetzung des Planeten, seine Position und Entwicklungsgeschichte gelte es noch zu beantworten, bevor er als die oft zitierte „zweite Erde“ oder „Erdzwilling“ bezeichnet werden könne. Einige Teilantworten dazu ergeben sich allerdings schon aus den Untersuchungen der Wissenschafter:

–  Handelt es sich wirklich um einen Felsplaneten wie die Erde?
Tatsächlich legen die meisten Modelle, die das Team dazu befragt hat, dies nahe. In einem solchen Fall wäre dann – aufgrund der milden Temperaturen – auch Wasser in flüssiger Form auf der Oberfläche und damit die Grundlage des uns bekannten Lebens durchaus möglich.

– Wo entstand der Planet ursprünglich und gab es an diesem Geburtsort auch Wasser?
Entweder entstand der Planet an jenem Ort, an dem er heute noch seinen Stern umkreist oder aber weiter von diesem entfernt und damit an Orten, wo Wassereis sehr viel wahrscheinlicher ist. In beiden Szenarien sei es aber durchaus möglich, dass Proxima b wasserreich sein könnte. Sicher sei dies bislang aber noch nicht.

– War der Planet einst – ähnlich wie unser Neptun – von einer Wasserstoffatmosphäre umgeben, die nach und nach verschwand, wodurch der Planet erdähnlich wurde?
Einige Modelle zeigen, dass genau dieser Vorgang durchaus möglich ist, und der Planet deshalb auch lebensfreundlich sein könnte.

– Könnten die regelmäßigeren Sonnenausbrüche des roten Zwergsterns eine einst vorhandene und die Oberfläche (und dort möglicherweise vorhandenes Leben) vor der stellaren Strahlung schützende Ozonschicht schon längst regelrecht weggebrannt haben?
Auch dieses Szenario wird von den Wissenschaftlern anhand der Simulationen nicht ausgeschlossen. Allerdings könnte auch Proxima b, wie unsere Erde, von einem starken Magnetfeld vor der stellaren Strahlung geschützt werden. Zudem könnte Leben auch einige Meter unter der Oberfläche gedeihen und wäre hier vor der schädlichen Strahlung geschützt.

– Eine weitere wichtige Frage sei die der Rotationsgebundenheit. Weist der Planet aufgrund seiner dichten Nähe zu seinem Stern, diesem also – wie der Mond unserer Erde – stets die gleiche Seite zu?
Selbst wenn dem so wäre, müsse dies nicht zwangsläufig bedeuten, dass auf einem solchen Planeten kein Leben möglich wäre. Während Wissenschaftler lange Zeit davon ausgingen, dass in einer solchen Welt die stetige Tagseite zu heiß und die entsprechende Nachtseite zu kalt für Leben sei, zeigen neuere Modelle und Berechnungen, dass starke planetare Atmosphärenzirkulation auch auf derartigen Planeten die Wärme global verteilen kann (…GreWi berichtete).

„Alle diese Fragen sind von zentraler Bedeutung, wenn wir die potentielle Lebensfreundlichkeit von Proxima Centauri bewerten wollen“, so Barnes.

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Künstlerische Darstellung des den roten Zwergstern Proxima Centauri umkreisenden Planeten Proxima b (Illu.).

Copyright: ESO/M. Kornmesser

Jetzt gelte es, die ersten Spektren der Atmosphäre des Planeten abzuwarten: „Nahezu alle Komponenten einer Atmosphäre verraten ihre Anwesenheit im Lichtspektrum. Wenn wir dieses kennen, wissen wir schon wesentlich mehr. Ein genügend hohen Atmosphärendruck vorausgesetzt, können sich Sauerstoffmoleküle aneinander binden und ein im Lichtspektrum ablesbares Signal erzeugen. In einem solchen Fall ließe sich dann auch zwischen einem Planeten mit zu viel oder einer Welt mit der für Leben gerade richtigen Menge an Sauerstoff unterscheiden.“

Während unsere eigene Sonne voraussichtlich schon in rund vier Milliarden Jahren erlischt, dürfte Proxima Centauri noch etwa vier Billionen Jahre länger brennen. „Sollte Proxima b also lebensfreundlich sein, so könnte es eines Tages tatsächlich der ideale Ort sein, wenn die Menschheit die Erde auf der Suche nach einer neuen Heimat verlassen muss. Vielleicht haben wir also gerade unser nächstes Zuhause gefunden?“, so Barnes abschließend. „Um das aber genau herauszufinden, benötigt es jetzt noch viele weitere Beobachtungen, Berechnungen und Simulationen und hoffentlich auch Sonden, die diesen uns nächstgelegenen Exoplaneten erkunden werden. Die Herausforderungen sind enorm, aber Proxima Centauri b eröffnet uns eine Fülle von Möglichkeiten, die einen schon jetzt ins Staunen versetzen können.“

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