Künstlerische Darstellung eines Kohlenstoffplaneten, der einen sog. CEMP-Stern umkreist (Illu.).
Copyright: Christine Pulliam, CfA
Cambridge (USA) – Während unsere Erde aus Silikatgestein und einem Eisenkern mit einer dünnen Oberfläche mit Wasser und Leben darauf besteht, könnten sich hingegen die ersten lebensfreundlichen Planeten im Universum deutlich von unserem Heimatplaneten unterschieden haben und aus Kohlenstoffmineralien wie Graphit, Karbiden und Diamant bestehen. Diese Kohlenstoffplaneten könnten durch die Suche nach einer ganz bestimmten Klasse von Sternen gefunden werden.
„Unsere Studie zeigt, dass selbst Sterne mit nur einem Bruchteil des in unseren Sonnensystems vorhandenen Kohlenstoffs Planeten haben können“, erläutert die Doktorandin Natalie Mashian von der Harvard University. „Wir haben gute Gründe zu glauben, dass außerirdisches Leben, wie das irdische, auf der Grundlage von Kohlenstoff aufgebaut ist. Somit besteht also auch eine gute Chance, dass es schon im frühen Universum Leben gab.“
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Laut den Forschern um Mashian und Avi Loeb vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, die ihre Studie aktuell im Fachjournal „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ und vorab auf ArXiv.org veröffentlicht haben, bestand das frühe Universum hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium, während es an chemischen Elementen wie Kohlenstoff und Sauerstoff, wie sie für das Leben, wie wir es heute von der Erde kennen notwendig sind, noch mangelte. Erst nachdem die erste Generation von Sternen in Supernovae explodierte, wurde durch die dabei entfachte Bildung schwerer Elemente die Entstehung von Planeten und somit auch des Lebens erst möglich.
In ihrer Studie untersuchten die Wissenschaftler eine ganz bestimmte Klasse alter Sterne, die als sog. CEMP-Sterne, also „kohlenstoffangereicherte metallarme Sterne“ (engl.: carbon-enhanced metal-poor stars) bezeichnet werden. Diese Sterne beinhalten nur etwa ein Hunderttausendstel des Eisengehalts unserer Sonne, weswegen sie entstanden sein müssen, noch bevor der interstellare Raum durch die Explosionen der ersten Sternengeneration weitflächig mit schwereren Elementen geflutet wurde.
„Diese Sterne sind die Fossilien des jungen Universums“, erklärt Loeb. „Durch ihr Studium können wir mehr darüber erfahren, wie Planeten entstehen und wie vielleicht auch das Leben im Universum einst begann.“
Obwohl diese Sterne also im Vergleich zu unserer Sonne kaum Eisen und andere schwere Elemente beinhalten, können sie jedoch deutlich mehr Kohlenstoff aufweisen, als dies ihr Alter eigentlich vermuten ließe. Diese relative Fülle an Kohlenstoff hätte dann auch die Entstehung von Planeten um diese Sterne beeinflusst, in dem sich Kohlenstoffstaubkörnchen nach und nach zu teer-schwarzen Planeten zusammenballten.
Aus der Ferne betrachtet, währen diese Welten nur schwer von eher erdartigen Planeten zu unterscheiden, da etwa ihre Masse und Größen vergleichbar wären. Astronomen müssten schon in der Lage sein, ihre Atmosphären zu untersuchen, um ihre wirkliche Natur anhand von Gasen wie Kohlenmonoxid und Methan zu erkennen.
Loeb und Mashian vermuten darüber hinaus, dass eine gezielte Suche nach Planeten um CEMP-Sterne mit Hilfe der Transit-Methode erfolgreich sein könnte. „Auf diese Weise könnten wir Planeten finden, mit deren Hilfe wir erfahren könnten, wann und wie frühe Planeten im noch jungen Universum entstanden“. „Wir werden nie herausfinden, ob diese Welten existieren, wenn wir nicht nach ihnen suchen“, fügt Mashian abschließend hinzu.
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