Seit Astronomen erstmals Exoplaneten im fernen All erspäht haben, setzte man große Hoffnungen in jene neu entdeckten Welten, die in der sogenannten "habitablen Zone" kreisen, also einem orbitablen Bereich eines Sternensystems, in dem Wasser dauerhaft flüssig bleiben kann. Dies gilt als Grundvoraussetzung für die Entwicklung von Leben, wie wir es von der Erde kennen.
Für primitive Einzeller mag das tatsächlich gelten. Komplexe, mehrzellige Kreaturen benötigen dagegen mehr als nur flüssiges Wasser, legen nun Wissenschafter in einer aktuellen Studie nahe. Zieht man diese zusätzlichen Parameter ins Kalkül, schrumpft die lebensfreundliche Region eines Sternsystems für höhere Lebensformen dramatisch, wie ein Team um Timothy Lyons von der University of California, Riverside (UCR), im "Astrophysical Journal" berichtet.
Kohlendioxid und Kohlenmonoxid als limitierende Faktoren
So muss man vor allem gleich einmal jene "habitablen" Exoplaneten von der Liste streichen, deren Atmosphäre zu einem hohen Anteil aus Gasen wie Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid bestehen. "In unserer Studie wurden das erste Mal die physiologischen Limits für das irdische Leben herangezogen, um die mögliche Verbreitung von komplexen Lebensformen im restlichen Universum vorherzusagen", erklärt Lyons.
Um zu diesem Schluss zu kommen, erstellten die Wissenschafter ein Computermodell von den atmosphärischen und photochemischen Bedingungen auf einer Reihe von Exoplaneten. Als Ausgangspunkt wählten sie die potenziellen atmosphärischen Anteile von Kohlendioxid, einem Gas, das in großen Massen tödlich wirkt, in geringeren Mengen jedoch dabei hilft, die Temperaturen eines Planeten, dessen Orbit sich am äußeren Rand der habitablen Zone befindet, über dem Gefrierpunkt zu halten.
"Um in dieser Region eines Systems Wasser flüssig zu halten, bräuchte es zehntausende mal mehr Kohlendioxid als heute auf der Erde zu finden ist", meint Nasa-Forscher Edward Schwieterman, Hauptautor der Studie. "Das ist weit jenseits der bekannten Grenze, ab der es für Mensch und Tier auf der Erde giftig wird."
Schrumpfende Lebenszone
Sobald man diesen Kohlendioxid-Faktor in die Berechnungen einbezieht, reduziert sich die traditionelle habitable Zone eines System dramatisch, erklären die Wissenschafter. Für komplexe Lebensformen, die bedeutend sensibler auf hohe Kohlendioxid-Werte reagieren, schrumpft diese Zone auf weniger als ein Drittel der bisher angenommenen lebensfreundlichen Bereiche.
Unter diesen Annahmen besitzen einiger der zuvor eher optimistisch beurteilten Sternsysteme wohl gar keine entsprechenden habitablen Zonen. Dazu zählen etwa Proxima Centauri oder Trappist-1, zwei unmittelbar benachbarte Sterne. Die Studie sollte Astronomen künftig dabei helfen, die Zahl der Exoplaneten, auf denen außerirdisches Leben vorkommen könnte, weiter einzugrenzen. "Unsere Entdeckung könnte eine Grundlage dafür liefern, auf welche Exoplaneten wir unsere künftigen Beobachtungen konzentrieren sollten", meint Christopher Reinhard, Koautor der Studie von der University of California. (tberg, 23.6.2019)