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Über Sterne: Außerirdisches Leben im Weltall

Bislang wurde außerhalb der Erde noch kein Leben entdeckt. Was nichts heißen mag. Möglicherweise ist der Weltraum voller Leben, vielleicht sind wir aber auch ganz allein. Man weiss es nicht. Man kann sich aber durchaus sinnvolle Gedanken über das Thema machen, ausgehend von dem, was wir auf der Erde finden. Denn die Naturgesetze sind überall im Universum die selben.

Leben muss aus irgend etwas bestehen. In unserem Universum gibt es Materie und Energie. Energie kann kein Leben bilden, da sie sich nicht zu derart komplexen Formen zusammenschließen kann. Also bleibt nur Materie. Wie die Dunkle Materie vermag miteinander wechselzuwirken ist unbekannt, wir wissen über sie fast nichts, uns teilt sie sich nur durch ihre Gravitation mit. Also scheidet sie aus für Leben, zumindest für solches, das wir auch entdecken können. Es bleiben die uns vertrauten Atome, welche man überall im Universum in Sternen und Wolken findet.
Nur Atome allein reichen nicht aus, diese müssen sich miteinander verbinden - zu Molekülen. Zunächst zu einfachen, dann zu immer komplexeren, denn dies ist eine Voraussetzung für etwas, das man Leben nennen kann. Einfachen Molekülen wie z.B. Wasser (H2O) fehlen ja Fähigkeiten wie sich zu reproduzieren und ausreichend Daten zu speichern.
Ein großer Teil der uns zugänglichen Materie steckt in Sternen. Diese haben allerdings Temperaturen von 2500 Grad aufwärts. Für die meisten Moleküle ist dies tödlich, sie zerfallen in ihre Atome. Einige wenige besonders stabile wie Titandioxid (TiO2) halten zwar Temperaturen von mehreren tausend Grad aus, aber mit Titandioxid allein lässt sich nicht viel Leben machen. Sterne scheiden also aus.
Anders sieht es aus mit den zahlreichen Materiewolken. Hier findet man meist weitaus tiefere Temperaturen und tatsächlich wurden in solchen Wolken organische Moleküle wie Ameisensäure (HCOOH) entdeckt, freilich ohne die dazugehörigen Ameisen. Diese Wolken haben aber ein anderes Problem: sie sind extrem groß, viele Lichtjahre, und sehr dünn. Sie bestehen fast nur aus Wasserstoff und Helium, andere Elemente sind selten. Leben dort wäre also sehr einsam. Und sie sind meist sehr kalt (Dunkelwolken wie der Kohlensacknebel), was die Chemie dort extrem langsam macht. Leuchtende Wolken wie der Orionnebel wiederum sind zu heiß. Materiewolken werden daher nicht ernsthaft als geeignet für Leben in Betracht gezogen.

Es bleibt die Umgebung von Sternen - Planeten. Die Anzahl der Sterne mit Planeten beträgt zwischen einem und 20 Prozent, es gibt sie also in ausreichender Anzahl. Hier finden sich je nach Art des Sternes, des Planeten und deren Abstand zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten, bei denen viele die Bedingungen für Leben erfüllen könnten. Diese Bedingungen sind: angenehme Temperaturen (in welchem Bereich ist sehr ungewiss, sagen wir mal großzügig 100 - 500 Kelvin, vielleicht auch nur 250 - 350, je nachdem, ob z.B. flüssiges Wasser eine unabdingbare Voraussetzung ist oder nicht), ein geeigneter Stern (Hauptreihenstern rot bis weiß) und ein Gesteinsplanet oder Mond mit Atmosphäre.
Die Temperatur hängt ab von der Temperatur auf dem Stern und dem Abstand des Planeten. Heiße, blaue Sterne allerdings geben sehr ungesunde Strahlung ab, UV-Strahlung, die dazu neigt, komplexe Moleküle zu zerschlagen. Außerdem sind diese Sterne kurzlebig. Also scheiden sie aus. Bei den kleinen Roten Zwergen befindet sich ein Planet nur in der Lebenszone, wenn er sehr nah ist. Dann aber ist seine Rotation synchronisiert, d.h. er streckt seinem Stern stets die gleiche Seite zu. Wozu das führt ist nicht ganz sicher. Auf jeden Fall ist die Vorderseite sehr heiß und die Rückseite sehr kühl und es herrschen starke Winde. Womöglich schaffen diese es, die Temperaturen einigermaßen gleichmäßig über den Planeten zu verteilen. Dann wäre Leben möglich, anders allerdings, als wir es von der Erde kennen, denn Photosynthese ist bei rotem Licht viel schwieriger. Vielleicht bläst aber auch der nahe Stern die Atmosphäre auf seiner Seite rasch weg und lässt einen halb glühenden und halb erfrorenen Felsklumpen (wie Merkur) zurück.
Dass gelbe Sterne Leben ermöglichen, wissen wir von unserer Sonne. Auch orangene und weiße Sterne dürften geeignet sein.
Auch der Planet muss einige Bedingungen erfüllen: Gasplaneten dürften ungeeignet sein. In der riesigen Atmosphäre sind die Bedingungen zu zerstörerisch durch Druck, Stürme und elektrische Entladungen. Und auf dem felsigen Kern sieht es auch nicht besser aus, der Druck kann hier viele Millionen Atmosphären betragen. Daneben besteht die Atmosphäre fast nur aus Wasserstoff und Helium.
Bleiben also Gesteinsplaneten und Monde. Diese haben den größten Teil der leichten Elemente Wasserstoff und Helium verloren und wenn sie nicht älter als 8 - 10 Milliarden Jahre sind dürften genug schwere Elemente vorhanden sein. Monde sind, wie Titan, durchaus in der Lage, eine erwähnenswerte Atmosphäre zu halten. Und Riesenplaneten wie Ypsilon Andromedae d könnten durchaus erdgroße Monde haben. Bei diesen Körpern gibt es eine große Spanne, welche geeignet wäre für die Entwicklung von Leben. Aber nicht alle schaffen es. Das wissen wir aus unserem Sonnensystem.
Was ist also die Bedingung, dass sich eine Evolution in Gang setzt? Das ist der große unbekannte Faktor. Man braucht zumindest eine Atmosphäre und ein flüssiges Medium wie Wasser, aber auch Methan könnte geeignet sein. Dazu einen nicht zu extremen Druck und angenehme Temperaturen. Dann kann eine chemische Evolution z.B. Aminosäuren und Proteine erzeugen, aus der nach langer Zeit sich die ersten Lebewesen entwickeln können.

Unsere Erde ist 4,6 Milliarden Jahre alt. Seit 3,5 Milliarden Jahren gibt es dort primitive Einzeller, seit 1 Milliarde Jahre Mehrzeller, seit 530 Millionen Jahren Wirbeltiere, seit etwa 5 Millionen Jahren Menschen und seit ein paar Tausend Jahren bezeichnen wir uns als intelligent. Ob diese Entwicklungsgeschwindigkeit repräsentativ für andere Lebensformen ist, ist zu vermuten, denn komplexe Dinge brauchen immer länger.

Das Universum enthält etwa 100 Milliarden Galaxien mit je etwa 100 Milliarden Sternen. Genug Platz also. Die Frage nach außerirdischem Leben lässt sich momentan nur in Wahrscheinlichkeiten beantworten. Diese wären:
Leben im Weltall: sehr sehr wahrscheinlich.
Intelligentes Leben im Weltall: sehr wahrscheinlich.
Leben in unserer Nähe (~ 100 Lichtjahre): wahrscheinlich.
Intelligentes Leben in unserer Nähe (~ 100 Lichtjahre): sehr sehr unwahrscheinlich.

Wie können wir fremdes Leben entdecken, wenn sich dieses uns nicht mitteilt, also uns weder Funksignale noch UFOs erreichen? Eine Möglichkeit wäre der Nachweis von Ozon auf fremden Planeten, da Ozon allem Anschein nach nur durch Stoffwechselprozesse in Lebewesen entstehen kann. Ein entsprechendes Projekt zum Nachweis von Ozon ist in Planung.

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    N 63
N 63 in der Großen Magellanschen Wolke.
Foto: S. Points, C. Smith, R. Leiton, and C. Aguilera/NOAO/AURA/NSF and Z. Levay (STScI)
Nasa, Hubble Teleskop

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