Habitable Exoplaneten

Wann gilt ein Planet als habitabel (bewohnbar), und wie viele habitable Exoplaneten gibt es? Etwa 6.000 Planeten konnten bisher außerhalb unseres Sonnensystems nachgewiesen werden. Nur wenige davon sind habitable Exoplaneten, das heißt, es könnte möglicherweise Leben auf diesen Planeten existieren.

Je nach Einschätzung und Klassifizierung ist eventuelles Leben nur auf etwa 15 bis 30 der bisher entdeckten Exoplaneten möglich. Und bei vielen davon sind die Bedingungen so, dass die verschiedenen Kriterien für eventuelle Bewohnbarkeit wahrscheinlich nur sehr knapp erfüllt sind.

Deshalb meinen viele Wissenschaftler auch, dass die Anzahl der bisher entdeckten habitablen Exoplaneten tatsächlich noch geringer ist und wohl eher bei 5 oder sogar darunter liegt.

Andererseits sind bisher insgesamt nur sehr wenige der wahrscheinlich existierenden Exoplaneten entdeckt worden. Die Zahl von 6.000 entdeckten Exoplaneten ist zwar zunächst beeindruckend. Doch allein in unserer Galaxie, der Milchstraße, wird die Zahl der Exoplaneten auf etwa 400 bis 600 Millionen geschätzt.

Es gibt also viele weitere Exoplaneten, die bisher nur noch nicht entdeckt wurden. Doch mit den neuen und geplanten Teleskopen ist davon auszugehen, dass schon in den nächsten Jahren Zehntausende weitere Exoplaneten nachgewiesen werden. Darunter werden sehr wahrscheinlich auch viele weitere Exoplaneten sein, welche die Bedingungen für eventuelle Bewohnbarkeit erfüllen, also habitable Exoplaneten sind.

Was bedeutet dies für die Suche nach außerirdischem Leben? Wird durch die Entdeckung von immer weiteren Exoplaneten auch die Zahl der entdeckten habitablen Exoplaneten immer weiter steigen? Und wird es deshalb vielleicht nur eine Frage der Zeit sein, bis auf einem diese Planeten auch Leben entdeckt wird?

Wie gut und wie genau können die heutigen und die geplanten zukünftigen Instrumente feststellen, ob ein Exoplanet eventuell habitabel ist? Welche Methoden können die Wissenschaftler anwenden, um die Bedingungen auf Exoplaneten zu untersuchen und so eine eventuelle Bewohnbarkeit festzustellen? Und wie kann nach Leben auf habitablen Exoplaneten gesucht werden?

In diesem Artikel fassen wir die wichtigsten Informationen und den aktuellen Kenntnisstand zum Thema Habitable Exoplaneten zusammen.

Dabei wollen wir vor allem auch die folgenden Fragen beantworten:

• Welches sind die genauen wissenschaftlichen Kriterien für habitable Exoplaneten? Also, welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit auf einem Planeten Leben existieren kann?
• Welche der bisher gefundenen Exoplaneten haben die besten Voraussetzungen für Leben? Wie weit sind dies von der Erde entfernt und wie können diese Planeten genauer untersucht werden?
• Welche Teleskope und welche wissenschaftlichen Methoden sind geeignet, um nach habitablen Exoplaneten zu forschen? Welche wichtigen Entdeckungen wurden bisher auf diesem Gebiet gemacht?
• Wie viele habitable Exoplaneten gibt es nach Schätzungen wahrscheinlich in der Milchstraße und wie viele sind im ganzen Universum?
• Welche geplanten Instrumente werden in Zukunft die Suche nach habitablen Exoplaneten verbessern? Und wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass Wissenschaftler demnächst auf einem dieser Exoplaneten Leben entdecken könnten?

Wann gilt ein Planet als habitabel?

Ein Planet ist habitabel, wenn dessen Bedingungen über einen langen Zeitraum so sind, dass Leben dort existieren kann bzw. sich entwickeln kann.

Aber was bedeutet das genau? Wann ist Leben auf einem Planeten möglich?

Die Erde als Blaupause

Aktuell wissen wir definitiv nur von einem Planeten, dass dort Leben existieren kann. Und das ist natürlich unser Planet, die Erde.

Verschiedene Gebiete der Naturwissenschaften haben die Bedingungen, unter denen Leben existieren kann, bereits seit vielen Jahrhunderten untersucht. Hierzu gehören vor allem die Biologie und die Biochemie, die Geochemie und die Geobiologie, die Paläontologie und neuerdings auch die Astrobiologie.

So wissen wir relativ genau, welche Lebensformen auf der Erde unter welchen Bedingungen existieren konnten und können. Daraus ergibt sich eine Art Blaupause dafür, welche Bedingungen auch Exoplaneten erfüllen müssen, damit dort Leben möglich ist.

Wir können zwar nicht ausschließen, dass auch andere Bedingungen eventuell Leben ermöglichen würden. Es gibt zu der möglichen Existenz von Leben unter anderen Bedingungen verschiedene interessante Theorien.
Aber solange es hierzu keine Beobachtungen oder andere Bestätigungen gibt, sind die Bedingungen auf der Erde die einzigen, von denen wir definitiv wissen, dass sie Leben ermöglichen.

Und deshalb erscheint es für die Suche nach habitablen Exoplaneten am sinnvollsten, die entdeckten Exoplaneten zunächst danach zu untersuchen, ob dort eventuell ähnliche Bedingungen vorherrschen wie auf der Erde.

Doch welches sind diese Bedingungen? Welche physikalischen, chemischen und biologischen Faktoren haben das Leben auf der Erde seit vielen Milliarden Jahren ermöglicht?

Die wesentlichen Faktoren und Voraussetzungen für Leben auf der Erde sind:

• Eine Energiequelle (die Sonne)
• flüssiges Wasser
• Moleküle, die Lebewesen als Baustoff und als Nahrung benötigen
• geeignete Umweltbedingungen (Temperatur, niedrige Strahlung etc.)
• Stabilität all dieser Bedingungen

Exoplaneten, die nach unserem aktuellen Kenntnisstand möglicherweise habitabel sind, sollten also ebenfalls diese Faktoren erfüllen.

Kriterien für Habitabilität

Es gibt eine Reihe von Kriterien, die darüber entscheiden, ob die im obigen Kapitel genannten Faktoren erfüllt sind. Und damit entscheiden diese Kriterien auch darüber, ob ein Exoplanet habitabel ist bzw. möglicherweise habitabel ist.

Welches sind diese Kriterien? Die Forschung und Wissenschaft hat in den letzten Jahrzehnten eine Liste von Kriterien zusammengestellt, welche insgesamt über die Habitabilität eines Planeten bestimmen.

Hierzu gehören vor allem zwei verschiedene Gruppen von Kriterien:

• Eigenschaften des Exoplaneten: Hierzu gehören vor allem Bedingungen an der Oberfläche (Temperatur, Wasser, organische Moleküle) sowie Parameter der Rotation und der Umlaufbahn des Planeten.
• Eigenschaften des Sterns, zu dem der Exoplanet gehört: Dies sind unter anderem die Spektralklasse des Sterns, eine möglichst geringe Variabilität der Leuchtstärke und die Habitable Zone des Sterns.

In den folgenden Kapiteln gehen wir etwas genauer auf diese verschiedene Kriterien ein. Dabei interessiert uns vor allem, unter welchen Bedingungen bzw. bei welchen Werten diese Kriterien insgesamt dafür sorgen, dass die Faktoren für mögliches Leben auf Exoplaneten erfüllt sein können.

Aktuelle Definition für planetare Habitabilität

Nach dem aktuellen Verständnis der Bedingungen und Voraussetzungen für die Existenz und das Entstehen von Leben (siehe oben) ist ein habitabler Planet definiert als:

Ein Planet, auf dessen Oberfläche flüssiges Wasser existieren kann.

Diese Definition fasst die obigen Kriterien für Habitabilität zusammen.