Leben ist anspruchsvoll, wie es scheint. Von den acht Planeten in unserem Sonnensystem ist nach unserem Wissensstand nur einer belebt: die Erde. Weder auf dem Mars noch auf der Venus, die unserem Planeten am ähnlichsten sind, gibt es Leben.
Kein Wunder richtet sich der suchende Blick nach aussen, über die Grenzen unseres Sonnensystems hinweg. Seit der Entdeckung der ersten sogenannten Exoplaneten in den Neunzigerjahren haben die Astronomen fast 4000 dieser fernen Welten gefunden.
Viele davon sind riesige, lebensfeindliche Gasplaneten; andere umkreisen ihre Sonne zu nah, wieder andere sind zu weit von ihr entfernt. Nur in einem relativ engen Abstandsbereich kann Wasser in flüssiger Form vorkommen. Das ist die sogenannte habitable Zone.
Das Planetary Hability Laboratory (PHL) der University of Puerto Rico in Arecibo unterhält einen Katalog der potentiell bewohnbaren Exoplaneten. Die aktuell zehn aussichtsreichsten Kandidaten präsentieren wir hier, geordnet nach dem Grad ihrer Ähnlichkeit mit der Erde (ESI).
Nur gerade 13 Lichtjahre ist dieser Exoplanet von der Erde entfernt. In kosmischen Massstäben ist das gleich um die Ecke. Der 2014 entdeckte Planet umkreist sein Zentralgestirn – Kapteyns Stern im Sternbild Pictor – einmal in 48,6 Tagen. Auf Kapteyn b, der rund fünfmal schwerer als die Erde ist, könnte es flüssiges Wasser geben.
Kapteyns Stern ist nach dem niederländischen Astronomen Jacobis Kapteyn benannt und besitzt lediglich 38 Prozent der Sonnenmasse. Der rote Unterzwerg ist etwa 13 Milliarden Jahre alt und lichtschwach. Von seinen beiden Planeten, die etwa doppelt so alt wie die Erde sein könnten, befindet sich nur der etwas kleinere Kapteyn b in der habitablen Zone.
LHS 1140 b, vermutlich ein Gesteinsplanet mit einem Eisenkern, ist mit seinem Durchmesser von knapp 18'000 Kilometern 1,4-mal so gross wie die Erde und siebenmal so schwer. Für einen Umlauf auf seiner nahezu kreisförmigen Bahn um sein Zentralgestirn, einen 41 Lichtjahre entfernten Roten Zwergstern im Sternbild Walfisch, benötigt der Exoplanet lediglich 25 Tage.
Trotz der engen Umlaufbahn befindet sich LHS 1140 b in der habitablen Zone. Das liegt an der geringen Grösse seiner rund fünf Milliarden Jahre alten Sonne, die nur etwa 15 Prozent der Masse unserer Sonne aufweist. Der Exoplanet empfängt daher im Vergleich zur Erde nur etwa die Hälfte der Strahlung. Vorteilhaft ist auch, dass seine Sonne weniger energiereiche Strahlung aussendet, weil sie sich langsamer um die eigene Achse dreht als andere Rote Zwerge.
Der von seinem Stern her gesehen fünfte von sieben Planeten des Trappist-Systems im Sternbild Wassermann ist mit einem Radius von 1,045 Erdradien fast gleich gross wie die Erde, weist aber eine deutlich geringere Masse auf. Alle sieben Planeten des Systems umkreisen ihren leuchtschwachen roten Zwergstern in engen Umlaufbahnen, die im Vergleich allesamt innerhalb der Merkurbahn liegen würden. Vermutlich ist ihre Rotation gebunden, das heisst, dass sie ihrer Sonne stets dieselbe Seite zuwenden. Mittlere Temperaturen wären somit nur in einer ringförmigen Zone zwischen der Tag- und Nachtseite zu erwarten.
Trappist-1 f benötigt nur 9,2 Tage für eine Umrundung seines Sterns, der nur einen Zwölftel der Masse unserer Sonne hat. Möglicherweise handelt es sich um eine Wasserwelt – die fünf leichtesten Planeten des Systems könnten jeder bis zu fünf Prozent aus Wasser bestehen (bei der Erde sind es nur 0,02 Prozent). Auf Trappist-1 f gäbe es in diesem Fall etwa 250 Mal so viel Wasser wie auf der Erde. Der Ozean auf der sonnenabgewandten Seite wäre allerdings wohl von einer Eiskruste überzogen.
Auch Kepler-1229 b umkreist einen Roten Zwerg in der habitablen Zone. Eine Umrundung dauert 86,8 Tage. Der 2016 entdeckte Exoplanet hat vermutlich einen Durchmesser von 17'900 Kilometern – rund 5200 Kilometer mehr als die Erde. Die Masse ist noch nicht genau bestimmt; die Schätzungen gehen von 1,2 bis 9,8 Erdmassen.
Das Zentralgestirn Kepler-1229 hat etwa 0,54 Sonnenmassen und befindet sich – 769 Lichtjahre von der Erde entfernt – im Sternbild Schwan.
Gliese 667 ist ein 22 Lichtjahre entferntes Dreifachsternsystem im Sternbild Skorpion. Zwei der drei Sonnen umkreisen einander, während die dritte – der Rote Zwerg Gliese 667 C – beide weiter draussen umkreist. Dieser Stern hat nur knapp ein Drittel der Masse unserer Sonne und nur gerade 1,4 Prozent von deren Leuchtkraft. Er besitzt ein Planetensystem, das 2009 entdeckt wurde.
Gliese 667 C f ist mit einem Radius von 1,5 Erdradien grösser als die Erde. Der Exoplanet ist, wie der Buchstabe in seiner Bezeichnung zeigt, der fünfte Planet des Systems und umkreist sein Zentralgestirn einmal in 39 Tagen. Von diesem erhält er deutlich weniger Strahlung als die Erde; er müsste daher, um lebensfreundlich zu sein, mehr Treibhausgase wie CO2 besitzen.
Kepler-442b kennen wir erst seit Januar 2015. Es handelt sich wahrscheinlich um einen Gesteinsplaneten, der um etwa einen Drittel grösser als die Erde ist. Seine Sonne ist ein orange leuchtender Stern der Spektralklasse K, der etwas kleiner als unsere Sonne ist und sich 1115 Lichtjahre von unserem System entfernt im Sternbild Leier befindet.
Kepler-442b umkreist sein Zentralgestirn in gut 112 Tagen. Der Exoplanet mit einem ESI von 0,84 gilt, was Grösse und Temperatur anbelangt, als einer der erdähnlichsten Planeten, die bisher entdeckt worden sind.
Wie der unter Punkt 6 erwähnte Exoplanet Gliese 667 C f umrundet der nur 22,1 Lichtjahre von der Erde entfernte Gliese 667 C c einen Roten Zwerg im Dreifach-Sternsystem Gliese 667. Dafür benötigt er gut 28 Tage. Seinen ESI von 0,84 verdankt der Planet, dessen Radius 1,8-mal grösser als jener der Erde ist, unter anderem der angenehmen Oberflächentemperatur von schätzungsweise 27 °C.
Gliese 667 C c gehört zu einer Dreiergruppe von Gesteinsplaneten, die alle in der habitablen Zone um ihre Sonne im Sternbild Skorpion liegen. Insgesamt umkreisen mindestens sieben Planeten diesen Roten Zwerg.
Der 2013 entdeckte, aber erst 2017 bestätigte Exoplanet hat einen Radius von ca. 1,6 Erdradien und eine hohe Dichte von 9,9 g/cm3, was darauf hinweist, dass es sich um einen Gesteinsplaneten handelt. Seine hohe Masse spricht dafür, dass Kepler-1652 b eine dichte Atmosphäre haben könnte – und zudem ein Magnetfeld, das die Planetenoberfläche vor den Protuberanzen und dem Sonnenwind des Zentralgestirns schützt.
Kepler-1652 b umkreist seine Sonne – ein 3,2 Milliarden Jahre alter Roter Zwerg – in 38 Tagen einmal; der Exoplanet ist seinem Stern um 83 Prozent näher als die Erde der Sonne. Aus diesem Grund bekommt er im Vergleich vier Fünftel der Strahlung, die die Erde erhält, obwohl der Rote Zwerg nur 1,6 bis 2,6 Prozent der Leuchtkraft unserer Sonne hat.
Trappist-1 e gleicht von der Grösse her der Venus. Der Gesteinsplanet ist mit 0,92 Erdradien und 0,62 Erdmassen etwas kleiner als die Erde. Möglicherweise handelt es sich um eine Ozeanwelt; die meisten Planeten des Systems dürften – wie unter Punkt 8 erwähnt – einen Wasseranteil von bis zu 5 Prozent aufweisen, 250-mal mehr als die Erde.
Der Exoplanet umkreist seinen Stern in rund 6 Tagen einmal auf einer sehr engen Bahn; der Bahnradius beträgt nur etwa 0,028 Erdbahnen. Dennoch empfängt Trappist-1 e weniger Strahlung von seiner Sonne als die Erde, denn der Rote Zwerg Trappist-1 ist 8,3-mal kleiner als die Sonne und bedeutend lichtschwächer – er ist etwa 200-mal dunkler als unsere Sonne am Mittag.
Kein anderer Exoplanet ist so nah bei uns wie Proxima b. Der Gesteinsplanet, der etwa 1,3 Erdmassen aufweist, umkreist den rund 4,2 Lichtjahre entfernten Roten Zwerg Proxima Centauri, den nächstgelegenen Stern, einmal in 11,2 Tagen. «Nah» heisst hier aber so viel wie «unerreichbar»: Mit den gegenwärtig maximal erreichbaren Geschwindigkeiten würde allein die Hinreise schon mehr als 30'000 Jahre dauern. Proxima Centauri bildet mit den Sternen Alpha Centauri A und B ein Dreifachsternsystem.
Die Umlaufbahn von Proxima b liegt in der habitablen Zone; falls der Exoplanet Wasser hat, dürfte es in flüssiger Form vorliegen. Da er sehr nah um seine Sonne kreist, hat der Exoplanet vermutlich eine gebundene Rotation, das heisst, er wendet ihr stets dieselbe Seite zu. Allerdings beträgt die Leuchtkraft von Proxima Centauri nur 0,014 Prozent der Sonne. Problematisch für das Vorhandensein von Leben dürfte freilich die Tatsache sein, dass Proxima Centauri ein sehr aktiver Flare-Stern ist: Seine Helligkeit kann sich plötzlich kurzzeitig verdoppeln, der Stern gibt dann eine starke Röntgenstrahlung ab. Diese sogenannten Flares können die Atmosphäre von nahen Planeten zerstören und deren Oberfläche unbewohnbar machen. Leben wäre dann nur in Ozeanen oder Höhlensystemen denkbar.
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