Leben im All?

Ein Exoplanet umkreist seine Sonne – künstlerische Darstellung. Gibt es auf solchen Planeten fern unseres Sonnensystems außerirdisches Leben? Bild: ESO
Ein Exoplanet umkreist seine Sonne – künstlerische Darstellung. Gibt es auf solchen Planeten fern unseres Sonnensystems außerirdisches Leben? Bild: ESO

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Wie wahrscheinlich ist es, dass es auf anderen Welten außerirdisches Leben gibt? Welche Voraussetzungen muss ein Planet dafür überhaupt bieten? Gibt es vielleicht sogar in unserem Sonnensystem noch andere Himmelskörper, auf denen zumindest einfache Lebensformen wie Bakterien existieren könnten?

Es ist sicher eine der spannendsten Fragen, mit denen sich die Wissenschaft befasst: Wie ist aus toter Materie, aus der das Universum zunächst beschaffen war, überhaupt Leben entstanden? Auf unserem Planeten muss sich dieser Prozess vor rund 3 bis 4 Milliarden Jahren abgespielt haben. Damals war die junge Erde auf inzwischen recht erträgliche Temperaturen abgekühlt. In der Atmosphäre waren verschiedene Gase wie Stickstoff und Sauerstoff vorhanden, es gab Ozeane voller Wasser – und anscheinend spielten auch Vulkane, die am Meeresgrund brodelten, und vielleicht auch Blitze bei dem eine Rolle, was dann geschah …

Die „Ur-Suppe“ im Labor

Die „Ur-Suppe“ – wie man die Mischung, die damals auf der Erde vorherrschte, gelegentlich nennt – hat offenbar alle wichtigen Vorstufen für die Bausteine des Lebens beinhaltet. Irgendwann ordneten sie sich in besonderer Form an, organisierten sich als Molekülketten und schließlich als erste ganz einfache Lebewesen. Erst nur Einzeller und Bakterien, später auch Pflanzen und schließlich Tiere und Menschen konnten sich dann über Millionen und Milliarden von Jahren entwickeln.

Im Jahre 1953 führten zwei Wissenschaftler – Stanley Miller und Harold Urey – dazu das berühmte Experiment mit der „Ur-Suppe“ durch: Sie stellten im Labor die Atmosphäre und die Bedingungen nach, wie sie ihrer Ansicht nach auf der frühen Erde geherrscht hatten. Und sie wiesen nach, dass dabei tatsächlich Vorstufen des Lebens entstehen können. Viele Jahrzehnte später, im Mai 2009, meldete die amerikanische Weltraum-Organisation NASA, dass ihre Wissenschaftler im Labor die Substanz Uracil – ebenfalls eine Vorstufe für das genetische Material von Lebewesen – hergestellt hatten. Und im Mai 2010 verkündeten schließlich andere US-Wissenschaftler, dass sie aus unbelebten chemischen Substanzen lebende Bakterien erzeugt hätten.

NASA-Experten ist es gelungen, Bausteine des Lebens – genauer die Substanz Uracil – im Labor herzustellen. Später meldeten andere Wissenschaftler sogar, dass sie aus chemischen Substanzen lebende Bakterien entwickeln konnten. Bild: NASA (D. Hart)
NASA-Experten ist es gelungen, Bausteine des Lebens – genauer die Substanz Uracil – im Labor herzustellen. Später meldeten andere Wissenschaftler sogar, dass sie aus chemischen Substanzen lebende Bakterien entwickeln konnten. Bild: NASA (D. Hart)

Ob es aber auch andere Lebewesen im All gibt – dies gehört zu den großen Rätseln, denen man in der Erforschung des Universums nachgeht. Wissenschaftler sind sich sicher: Überall im Universum findet man die Bausteine des Lebens. Und immer, wenn die Voraussetzungen ähnlich günstig wie auf der Erde sind, müsste dann auch auf anderen Planeten Leben entstehen. Denn der chemische Prozess sollte dort genau so ablaufen wie hier. Der belgische Nobelpreisträger Christian de Duve meinte daher, dass Leben unter solchen Bedingungen geradezu zwangsläufig entstehen würde. Und die NASA hat vor einiger Zeit eine neue Abschätzung vorgenommen, wie viele Planeten es in unserer Galaxie, der Milchstraße, wohl gibt. Danach könnte jeder fünfte sonnenähnliche Stern einen Planeten besitzen, der unserer Erde ähnlich ist. Das wären Milliarden bewohnbare Planeten!

Der „ideale“ Planet?

Welche Bedingungen aber muss ein Planet überhaupt aufweisen, um so lebensfreundliche Voraussetzungen wie die Erde zu bieten?

Zunächst einmal darf er nicht zu nah und nicht zu weit vom nächsten Stern entfernt sein, damit auf ihm gemäßigte Temperaturen herrschen. Das würde vor allem auch bedeuten, dass dort flüssiges Wasser vorkommen könnte – andernfalls würde es auf zu heißen Himmelskörpern einfach verdampfen und in zu kalten Regionen für immer zu Eis gefrieren. Der Planet müsste außerdem groß genug sein, um eine Atmosphäre an sich zu binden – denn sehr kleine Planeten und Monde üben zu wenig Schwerkraft aus, so dass die Gashülle ins All entschwindet und somit keine Luft zum Atmen und auch kein Schutz gegen die kosmische Strahlung existiert.

Daneben sind viele andere Voraussetzungen nötig: eine Rotation um die eigene Achse, die am besten leicht schräg geneigt sein sollte – das hat Tag und Nacht und Jahreszeiten zur Folge. Eine feste Oberfläche wäre gut – am besten wie auf der Erde aus großen kontinentalen Platten bestehend, mit Vulkanen an den „Nahtstellen“. Ein Magnetfeld sollte vor der tödlichen kosmischen Strahlung schützen – und vieles mehr …

Eine Frage der Wahrscheinlichkeit …

Viele Wissenschaftler haben darüber nachgedacht, wie wahrscheinlich es ist, dass zum Beispiel in einer Galaxie wie unserer Milchstraße mit ihren vielen Milliarden Sternen auch andere bewohnbare Planeten existieren. Die sogenannte „Drake-Gleichung“ – eine vom amerikanischen Astrophysiker Frank Drake im Jahre 1960 aufgestellte Formel – ist ein solcher Versuch, abzuschätzen, wie viele erdähnliche Planeten und außerirdische Zivilisationen es in unserer Galaxie geben könnte.

Künstlerische Darstellung: So stellt man sich Planeten vor, die andere Sonnen umkreisen. Bild: NASA, ESA (A. Vidal-Madjar, Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS)
Künstlerische Darstellung: So stellt man sich Planeten vor, die andere Sonnen umkreisen. Bild: NASA, ESA (A. Vidal-Madjar, Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS)

Doch viele dieser früheren Annahmen und Berechnungen sind inzwischen längst von der aktuellen Forschung überholt worden: Denn in den letzten Jahren hat man Verfahren entwickelt, wie man andere Planeten außerhalb des Sonnensystems entdecken kann. Schon viele hundert solcher Exoplaneten wurden inzwischen gefunden. Die meisten davon sind große Gas-Planeten. Doch es scheint nur noch eine Frage der Zeit zu sein, bis man auch kleinere Planeten findet und dann auch auf eine „zweite Erde“ trifft.

„Heiße“ Kandidaten

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Ein Stück Mars-Gestein unter dem Mikroskop. Handelt es sich bei der seltsamen Form um versteinerte Bakterien? Bild: NASA
Ein Stück Mars-Gestein unter dem Mikroskop. Handelt es sich bei der seltsamen Form um versteinerte Bakterien? Bild: NASA

Von fernen Planeten, die um andere Sonnen kreisen, noch einmal zurück zu unserem eigenen Sonnensystem: Hier ist die Erde zwar der einzige Planet, der ganz ideal und mitten in der „Lebenszone“ um die Sonne liegt. Doch auch der Mars könnte noch für einfache Lebensformen geeignet sein. Mehrere Sonden und auch kleine Mars-Rover untersuchen dies seit einigen Jahren. Inzwischen steht fest, dass es auf dem Mars einmal flüssiges Wasser gab: Noch heute sieht man die Formen der längst ausgetrockneten Flusstäler. Und einige amerikanische Wissenschaftler sind sich – trotz der Zweifel, die andere Kollegen geäußert haben – sogar sicher: In einem Meteoriten, den man auf der Erde gefunden hat und der vom Mars stammen muss, wollen sie versteinerte Bakterien entdeckt haben.

Auf dem Jupiter-Mond Europa könnte unter dieser Eiskruste ein Ozean existieren – vielleicht sogar mit einfachen Lebensformen. Bild: NASA, JPL, University of Arizona, University of Colorado, DLR
Auf dem Jupiter-Mond Europa könnte unter dieser Eiskruste ein Ozean existieren – vielleicht sogar mit einfachen Lebensformen. Bild: NASA, JPL, University of Arizona, University of Colorado, DLR

Doch unser Sonnensystem verfügt noch über einige andere „heiße“ Kandidaten – und zwar im wahrsten Sinne des Wortes: Denn unter der Oberfläche einiger Jupiter-Monde könnte es richtig brodeln! Der riesige Planet zieht und zerrt nämlich mit seiner gewaltigen Anziehungskraft an diesen Monden, so dass ihr Inneres ständig in Bewegung bleibt. Das aber erzeugt Reibungshitze – was das ist, spürt man schon, wenn man seine Hände schnell und fest aneinander reibt. Und diese Temperaturen könnten dafür sorgen, dass unter der gefrorenen Oberfläche flüssiges Wasser existiert – und das weit außerhalb der eigentlichen „Lebenszone“. Vor allem der Jupiter-Mond Europa ist hier für die Wissenschaftler von besonderem Interesse: Sie vermuten, dass es unter seiner Eiskruste einen gigantischen Ozean gibt.

Sensation auf Enceladus

Die eisige Oberfläche von Enceladus.<BR> Bild: NASA, JPL, Space Science Institute
Die eisige Oberfläche von Enceladus.
Bild: NASA, JPL, Space Science Institute

Auch der Saturn besitzt einen Mond, von dem die Wissenschaftler heute annehmen, dass dort möglicherweise einfaches Leben existieren könnte: Enceladus. Lange Zeit glaubte man, diesen Mond schon gut zu kennen. Verschiedene Bilder zeigen ihn als kalte lebensfeindliche Welt: eine große Eiskugel, hier und da von tiefen Gräben und Schluchten durchzogen – schön anzuschauen, aber sicher kein gemütlicher Ort – auch nicht für „Außerirdische“ ... Doch dann sorgte ein Foto, das die amerikanische Cassini-Sonde im November 2005 gemacht hatte, für eine Sensation: Auf dem Bild erscheint der Mond selbst nur als schwarze Scheibe, weil sich die Sonne zum Aufnahmezeitpunkt genau dahinter befand und das Gegenlicht alles andere überstrahlt. Und durch Zufall erkennt man bei diesen extremen Lichtverhältnissen etwas, was man sonst vielleicht gar nicht bemerkt hätte: An einer Stelle „zischt“ Wasserdampf Hunderte Kilometer in die Höhe: wie bei einem Geysir auf der Erde – jenen Wasser-Fontänen, die man in Island oder auch im Yellowstone-Nationalpark in den USA antrifft!

Der Saturn-Mond Enceladus hielt für die Wissenschaftler eine Überraschung bereit: Dieses Bild zeigt links unten Wasser-Fontänen – ähnlich wie bei Geysiren auf der Erde. Und wo Wasser existiert, könnte es auch einfache Lebensformen geben. <BR>Bild: NASA, JPL, Space Science Institute
Der Saturn-Mond Enceladus hielt für die Wissenschaftler eine Überraschung bereit: Dieses Bild zeigt links unten Wasser-Fontänen – ähnlich wie bei Geysiren auf der Erde. Und wo Wasser existiert, könnte es auch einfache Lebensformen geben.
Bild: NASA, JPL, Space Science Institute

Das aber bedeutet: Unter der eisigen Oberfläche muss wohl irgendeine Kraft den Mond von innen erwärmen. Welche Hitzequelle dafür verantwortlich ist und ob dadurch auch auf Enceladus flüssiges Wasser vorhanden sein könnte – diese Fragen sind zurzeit noch völlig offen.

Kurz und gut zusammengefasst: In unserem Sonnensystem kennen wir außer der Erde mehrere andere Himmelskörper, auf denen es Wasser gab oder gibt oder geben könnte und daher einfache Lebensformen denkbar wären. Und offenbar existieren darüber hinaus im gesamten Universum die Bausteine des Lebens. Daher halten es einige Wissenschaftler für wahrscheinlich, dass andere Planeten unter erdähnlichen Umständen tatsächlich auch Leben hervorbringen könnten. Solche erdähnlichen Planeten gibt es mit großer Wahrscheinlichkeit. Zweifelsfrei nachgewiesen hat man außerirdisches Leben zwar bisher noch nicht. Mit der Entdeckung von Exoplaneten – also Planeten, die andere Sonnen umkreisen – hat sich aber die Chance, dass es an anderen Orten im Universum Leben geben könnte, erhöht. Wie man jedoch mit anderen Kulturen, wenn sie überhaupt entsprechend entwickelt wären, in Kontakt treten kann – das ist noch eine ganz andere Frage … Denn die Entfernungen zu anderen Sonnensystemen sind gewaltig und das Universum ist unvorstellbar groß: Die Signale einer außerirdischen Zivilisation wären Jahrhunderte und länger unterwegs, bis sie bei uns eintreffen würden – und man müsste dann auch noch zum richtigen Zeitpunkt eine Antenne genau in die richtige Position bringen, um sie zu empfangen.