Astronomischer Schub: Die Chancen, Wasser auf fremden Welten zu finden, wurden um das x100-fache erhöht.

Eine neue Studie erhöht die Wahrscheinlichkeit, erdähnliche Exoplaneten mit flüssigem Wasser zu finden, das für das Leben notwendig ist. Trotz gefrierender Oberflächenbedingungen kann geologische Wärme die Verflüssigung von Wasser im Untergrund ermöglichen, insbesondere auf Planeten, die um häufige M-Zwergsterne kreisen. Die Forschung deutet darauf hin, dass fast 100 Mal mehr Planeten flüssiges Wasser beherbergen könnten als bisher angenommen, was die Chancen auf die Entdeckung außerirdischen Lebens erheblich erhöht.

Neue Forschungen, die auf der geochemischen Konferenz Goldschmidt präsentiert wurden, deuten auf eine signifikant höhere Wahrscheinlichkeit hin, erdähnliche Exoplaneten mit flüssigem Wasser zu finden, das für das Leben unerlässlich ist, als bisher angenommen.

Eine neue Analyse zeigt, dass es wahrscheinlich viele mehr erdähnliche Exoplaneten mit flüssigem Wasser gibt, als bisher gedacht, was die Chance, Leben zu finden, erheblich erhöht. Die Arbeit zeigt, dass auch dort, wo die Bedingungen für flüssiges Wasser an der Oberfläche eines Planeten nicht ideal sind, viele Sterne geologische Bedingungen für flüssiges Wasser unter der Oberfläche des Planeten aufweisen.

Bei der Präsentation der Arbeit auf der geochemischen Konferenz Goldschmidt in Lyon sagte der leitende Forscher Dr. Lujendra Ojha (Rutgers University, New Jersey, USA): „Wir wissen, dass das Vorhandensein von flüssigem Wasser für das Leben unerlässlich ist. Unsere Arbeit zeigt, dass dieses Wasser an Orten gefunden werden kann, an die wir nicht viel gedacht haben. Dies erhöht die Chancen erheblich, Umgebungen zu finden, in denen sich Leben theoretisch entwickeln könnte.“

Illustration des Inneren des Saturnmonds Enceladus, die einen globalen Ozean aus flüssigem Wasser zwischen seinem felsigen Kern und seiner eisigen Kruste zeigt. Die Dicke der gezeigten Schichten ist hier nicht maßstabsgerecht. Quelle: NASA/JPL-Caltech

Die Forscher fanden heraus, dass selbst wenn die Oberfläche eines Planeten gefroren ist, zwei Hauptwege existieren, um genügend Wärme zu erzeugen, um Wasser unter der Erde zu verflüssigen.

Lujendra Ojha sagte: „Als Erdlinge haben wir im Moment Glück, weil wir genau die richtige Menge an Treibhausgasen in unserer Atmosphäre haben, um flüssiges Wasser an der Oberfläche stabil zu machen. Wenn die Erde jedoch ihre Treibhausgase verlieren würde, läge die durchschnittliche globale Oberflächentemperatur bei etwa -18 Grad Celsius, und das meiste flüssige Wasser an der Oberfläche würde komplett einfrieren. Vor einigen Milliarden Jahren ist dies tatsächlich auf unserem Planeten passiert, und das flüssige Wasser an der Oberfläche ist vollständig gefroren. Das bedeutet jedoch nicht, dass das Wasser überall vollständig fest war. Zum Beispiel kann Wärme aus der Radioaktivität tief in der Erde Wasser ausreichend erwärmen, um es flüssig zu halten. Auch heute sehen wir dies an Orten wie der Antarktis und dem kanadischen Arktisgebiet, wo trotz der eisigen Temperaturen große unterirdische Seen mit flüssigem Wasser existieren, die von der durch Radioaktivität erzeugten Wärme erhalten werden. Es gibt sogar einige Hinweise darauf, dass dies möglicherweise derzeit auch am Südpol des Mars geschieht.“

Dr. Ojha fuhr fort: „Einige der Monde, die Sie im Sonnensystem finden (zum Beispiel Europa oder Enceladus), haben einen erheblichen unterirdischen Vorrat an flüssigem Wasser, obwohl ihre Oberflächen komplett gefroren sind. Dies liegt daran, dass ihr Inneres ständig durch die Gravitation der großen Planeten um sie herum bewegt wird, wie Saturn und Jupiter. Dies ist ähnlich wie der Effekt unseres Mondes auf die Gezeiten, aber viel stärker. Dies macht die Monde des Jupiter und des Saturn zu idealen Kandidaten, um Leben in unserem Sonnensystem zu finden, und viele zukünftige Missionen wurden geplant, um diese Himmelskörper zu erforschen.“

Künstlerische Darstellung einer gefrorenen Welt mit einem unterirdischen Ozean. Quelle: Lujendra Ojha

Die Analyse untersuchte Planeten, die um den häufigsten Typ von Sternen gefunden werden - Sonnen, die als M-Zwerge bekannt sind. Dies sind kleine Sterne, die viel kälter sind als unsere Sonne. 70% der Sterne in unserer Galaxie sind M-Zwerge und die meisten felsigen und erdähnlichen Exoplaneten, die bisher gefunden wurden, umkreisen M-Zwerge.

„Wir haben die Machbarkeit der Erzeugung und Aufrechterhaltung von flüssigem Wasser auf Exoplaneten, die um M-Zwerge kreisen, modelliert, indem wir nur die von dem Planeten erzeugte Wärme berücksichtigt haben. Wir haben festgestellt, dass es wahrscheinlich ist, dass ein hoher Prozentsatz dieser Exoplaneten durch Radioaktivität ausreichend Wärme erzeugen kann, um flüssiges Wasser aufrechtzuerhalten - viel mehr, als wir gedacht hatten.

Vor Beginn der Berücksichtigung dieses unterirdischen Wassers wurde geschätzt, dass etwa 1 felsiger Planet pro 100 Sterne flüssiges Wasser haben würde. Das neue Modell zeigt, dass sich diese Zahl bei geeigneten Bedingungen auf 1 Planeten pro Stern annähern könnte. Wir haben also eine hundertmal höhere Chance, flüssiges Wasser zu finden, als wir gedacht hatten. In der Milchstraßengalaxie gibt es etwa 100 Milliarden Sterne. Das stehen wirklich gute Chancen für das Auftreten von Leben anderswo im Universum.“

Die früheste Mission zu einem „Eiswelt“-Monde wird die Europa Clipper der NASA sein, die 2024 starten und 2030 auf dem Jupitermond Europa ankommen soll.

Commenting, Prof. Abel Méndez, (Director of the Planetary Habitability Laboratory, University of Puerto Rico at Arecibo) said: “The prospect of oceans hidden under ice sheets expands our galaxy’s potential for more habitable worlds. The major challenge is to devise ways to detect these habitats by future telescopes.”

Professor Méndez was not involved in this work, this is an independent comment.

The work on which the presentation is based was recently published in the peer-reviewed journal Nature Communications.