Astronomen identifizieren idealsten Sternentyp zur Suche nach belebten Planeten

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Symbolbild: Lebensfreundlicher Exoplanet (Illu.).Copyright: A. Müller, für grewi.de

Symbolbild: Lebensfreundlicher Exoplanet (Illu.).Copyright: A. Müller, für grewi.de

Greenbelt (USA) – Bei der Suche nach außerirdischem Leben außerhalb des Sonnensystems gilt es nicht nur, potentiell lebensfreundliche Planeten für weitere Untersuchungen ausfindig zu machen. Die Zentralgestirne potenzieller Planeten selbst spielen zunächst eine noch wichtigere Rolle für die Frage, ob Leben in einem System überhaupt möglich ist. Astronomen haben nun den idealsten Sternentyp für die Suche nach potentiell lebensfreundlichen Welten identifiziert.

Alleine in unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, gibt es schätzungsweise 100 bis 300 Milliarden Sterne. Da ist es hilfreich, schon vor der konkreten Suche nach Leben auf einem der noch zahlreicheren Planeten um diese jene „Sonnen“ nicht nur auszuloten, welche Sterne am wahrscheinlichsten lebensfreundliche Planeten besitzen, sondern auch jene Sterne zu identifizieren, deren Planeten wir auch von der Erde aus als solche auch entdecken und untersuchen können, um potentielles dortiges Leben überhaupt finden zu können.

In einer aktuellen Studie haben sich US-Astronomen genau diese Frage gestellt. Wie das Team um Giada Arney vom Goddard Space Flight Center der NASA aktuell im Fachjournal „Astrophysical Journal Letters“ (DOI: 0000-0001-6285-267X) berichtet, handelt es sich bei Sternen der Kategorie K um eben diese Sterne.

Sterne vom Typ K sind lichtschwächer als unsere Sonne, sind aber immer noch heller als die schwächsten bekannten Sterne (sog. Rote Zwerge), was sie zugleich zum idealen Beobachtungsziel bei der Untersuchung der Eigenschaften der sie umkreisenden Planeten macht.

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Hinzu können K-Sterne sehr alt werden: 17 bis 70 Milliarden Jahre. Genügend Zeit also, als dass auf ihren Planeten Leben nicht nur entstehen, sondern sich bestenfalls auch zu komplexem und intelligentem Leben entwickeln kann. Im Vergleich dazu hat unsere eigene Sonne (ein sog. Gelber Zwerg der Kategorie G) eine Lebenserwartung von gerade einmal 10 Milliarden Jahren. Zudem sind Sterne von Typ-K deutlich weniger aktiv als sogenannte Rote Zwerge, Zwerg-Sterne der Kategorie M.

Zwar bieten M-Sterne aufgrund ihrer Lichtschwäche die besten Voraussetzungen zur Beobachtungen sie umkreisender Planeten und stellen mit 75 Prozent aller Sterne auch die in der Milchstraße am meisten vorkommende Sternenkategorie dar, doch stellt ihre meist extrem hohe Aktivitätsrate und die damit einhergehenden Fluten starker und für das Leben schädlicher Strahlung eine nicht zu unterschätzende Bedrohung für eventuell um sie vorhandenes Leben auf den Oberflächen ihrer Planeten dar. Zudem sind Rote Zwerge in den ersten rund eine Milliarde Jahren deutlich heller und heißer, wodurch Ozeane auf den sie zu nah umrundende Planeten bedroht sind und bis zu jenem Zeitpunkt, in dem besagte Planeten in der habitablen (also lebensfreundlichen) Zone um ihren Stern ankommen, Gefahr laufen, schon längst verdampft zu sein, um noch die Grundlage des Lebens an der Oberfläche darstellen zu können.

„K-Sterne hingegen sind eine Art idealform zwischen sonnenartigen Sternen und Roten Zwergen“, kommentiert Arney. In ihrer Studie hat die Planetenwissenschaftlerin untersucht, wie Biosignaturen – also Spuren von Leben – auf hypothetischen Planeten um K-Sterne aussehen könnten.

Grundsätzlich gilt das zeitgleiche Vorhandensein von Sauerstoff und Methan in der Atmosphäre eines Planeten unter vielen Planetenwissenschaftlern und Astrobiologen als starker Hinweis für erdähnliches Leben. Der Grund: Die beiden Gase reagieren miteinander und zerstören sich für gewöhnlich gegenseitig. Beinhaltet eine Planetenatmosphäre dennoch beide Gase bedeutet das, dass die Gase nachführend produziert werden und das am wahrscheinlichsten von biologischen Systemen – sprich: Organismen.

Um diese sog. Biomarker jedoch in der Atmosphäre eines fernen Planeten ausfindig machen zu können, müssen diese Gase auch in entsprechend genügend hohen Anteilen vorhanden sein, um so mit Teleskopen von der Erde aus auch als solche identifiziert werden zu können.

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In ihrer aktuellen Studie zeigen Arney und Kollegen nun, dass Sauerstoff-Methan-Signaturen in den Atmosphären um K-Sterne vermutlich sogar stärker sind als um sonnenartige Sterne vom Typ G.

Anhand von thermo-chemischen Computermodellen zeigen die Wissenschaftler, wie die Planetenatmosphären auf unterschiedliche Sternentypen reagieren und wie sich das Ergebnis dieser Wechselwirkung durch irdische Teleskope betrachtet auswirkt:

„Umkreist ein Planet einen K-Stern, so zerstört der Sauerstoff vorhandenes Methan nicht ganz so schnell, wodurch dieses sich in der Atmosphäre anreichern kann. Das liegt daran, dass das UV-Licht von K-Sternen nicht genügend hochreaktiven Sauerstoff erzeugt, um Methan so schnell aufzulösen, wie etwa auf Planeten um sonnenähnliche Sterne.“

Tatsächlich wurde dieses stärkere Sauerstoff-Methan-Signale schon zuvor in den Atmosphären von Planeten um M-Sterne vorhergesagt, deren starke Strahlung dortiges Leben jedoch weniger wahrscheinlich macht.

K-Sterne besitzen hingegen eine höhere Wahrscheinlichkeit für den Nachweis eines Sauerstoff-Methan-Signals wie um sonnenähnliche Sterne, bei zugleich deutlich geringerem Strahlungsrisiko.

Zudem wären Planeten um K-Sterne einfacher zu entdecken als Planeten um sonnenähnliche Sterne, schlicht und einfach, weil K-Sterne lichtschwächer sind. „Betrachten wir unsere Sonne aus der Ferne, so ist diese 10 Milliarden mal heller als ihre erdartigen Planeten. Das ist eine ganze Menge Licht, die man zuerst unterdrücken muss, um diese Planeten überhaupt zu sehen“, erläutert Arney. „Ein K-Stern ist vielleicht nur um das eine Milliardenfache heller als eine ihn umkreisende Erde“.

Auch die uns am nächsten gelegenen besten Ziele für zukünftige Beobachtungen nicht nur bei der Suche nach dortigen Planeten, sondern auch nach auf diesen vielleicht existierendem erdähnlichen Leben, haben die Autoren der Studie schon ausgemacht und schlagen etwa die nahen K-Sterne 61 Cyg A/B (das Doppelsternsystem ist 11,4 Lichtjahre von der Sonne entfernt), Epsilon Indi (11,8 Lj); Groombridge 1618 (15,86 Lj) und HD 156026 (19,5 Lichtjahre) als Ziele bei der Suche nach dortigen Planeten mit Biosignaturen vor.

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