Mittwoch, 16. November 2011

Außerirdisches Leben: Forscher diskutieren alternative habitable Zonen

Radaraufnahme einer Seenlandschaft auf Titan. | Copyright: NASA/JPL

Moffet Field/ USA - Noch immer konzentriert sich die Suche nach außerirdischem Leben hauptsächlich auf Planeten, die ihre Sterne innerhalb der sogenannten habitablen Zone, jener Abstandsregion also umkreisen, innerhalb derer auf Planeten aufgrund gemäßigter Oberflächentemperaturen Wasser in flüssiger Form und somit die Grundlage für Leben, wie wir es auf der Erde kennen, existieren kann. Was jedoch, wenn Leben auch auf der Grundlage anderer Lösungsmittel existieren kann – beispielsweise auf flüssigem Methan? Möglicherweise gibt es also unterschiedliche Typen von habitablen Zonen in unserer Galaxie.

Ganz nach dem Motto "folge dem Wasser" spielt flüssiges Wasser, nicht nur bei der Suche nach einstigem und möglicherweise immer noch existierendem außerirdischen Leben in unserem eigenen Sonnensystem, etwa auf dem Mars oder den Jupiter- und Saturnmonden, Europa, Titan und Enceladus, eine Rolle – auch bei "SETI", der Suche nach intelligenten außerirdischen Signalen, konzentrieren sich die Forscher immer noch auf die sogenannten "Wasserloch-Frequenzen" zwischen der 1,420 MHz Emissionslinie (21-cm-Linie) von neutralem Wasserstoff und den 1,666 MHz des Sauerstoff-Wasserstoff-Moleküls Hydroxyl.

Tatsächlich, so erläutert das NASA-Internetmagazin "Astrobology" (astrobio.net), gibt es zwei gute Gründe für diese Konzentration auf Wasser: "Zum einen handelt es sich um ein sehr effizientes Lösungsmittel der biologischen Chemie, welches es Molekülen erlaubt, sich innerhalb von Zellen zu bewegen. Zudem hat es Eigenschaften, die lebensfreundlich sind: Eine hohe Hitzekapazität, die Fähigkeit über ein weites Temperaturenspektrum verflüssigt zu bleiben und eine molekulare Dichte, die die Moleküle dazu zwingt, sich selbst zu organisieren anstatt, dass sich das Wasser um die herum organisiert. Zum anderen sind die Biosignaturen von auf Wasser basierter Chemie wesentlich einfach noch aus großen Entfernungen zu identifizieren."

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Aus der irdischen Perspektive heraus betrachtet, erscheint es zunächst also nahe liegend anzunehmen, dass Wasser deshalb so geeignet für die Entstehung von Leben ist, weil es das einzige Lösungsmittel zur Entstehung von Leben sein könnte. Mittlerweile vermuten jedoch zahlreiche Forscher, dass das Leben schlicht und einfach mit den Materialien arbeitet, die ihm gerade zur Verfügung stehen. Während also auf der Erde dieses Material das Wasser ist, könnte es auf anderen Planeten und Himmelskörpern etwas völlig anderes sein.

Sonnenspiegelung im Infraroten Lichtspektrum des Sees im Kraken Mare am Nordpol des Titan. | Copyright: NASA/JPL/University of Arizona/DLR

Tatsächlich wissen wir schon von einem dem irdischen Wasserzyklus ähnlichen Flüssigkeitskreislauf auf einem fernen Himmelskörper innerhalb unseres eigenen Sonnensystems: Der Saturnmond Titan, rund vier Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt, ist nicht nur größer als der innerste Planet Merkur, sondern verfügt neben einer dichten stickstoffreichen Atmosphäre auch über Flüsse, großflächige Seen und Gewässer aus einer Mischung aus flüssigem Methan und Ethan (s. Abb.), welche auch teilweise verdunsten, in die Atmosphäre aufsteigen und auch wieder auf die Oberfläche zurückregnen.

Während Wasser also zwar auf der Oberfläche des Titan vorhanden, bei Temperaturen von minus 179 Grad Celsius jedoch hart wie Stein gefroren ist, stellt hier also das verflüssigte Methan ein mögliches Lösungsmittel für Leben dar.

Sollte in dieser Umwelt also Leben existieren, so würde es sich um eine gänzlich neue Form eines lebensfreundlichen Planeten bzw. Himmelskörpers handelt, auf dem Methan die Rolle des Wassers auf der Erde einnimmt. Konsequenterweise müsste für diese Form der lebensfreundlichen Welten also auf eine vollkommen neue Kategorie der habitablen Zone beschrieben werden, wie sie sich deutlich weiter von den jeweiligen Zentralgestirnen erstreckt als die "grüne Zone" des Wassers.

Gemeinsam mit Ashley Gilliam hat Chris McKay, Astrobiologe am "Ames Research Center" der NASA in einer schon im April veröffentlichten Studie aufgezeigt, dass sich entsprechende Titan-Welten wohl am ehesten im Umfeld um Rote Zwergsterne (M-Zwerge) finden könnten (...wir berichteten).

Andere Forscher sind sogar der Meinung, dass es neben Methan noch zahlreiche andere Wasser-Alternativen geben könnte. So weisen beispielsweise Wasserstoff-Fluoride ähnliche Eigenschaften wie Wasser auf, sind jedoch im Universum nur derart selten zu finden, sodass Forscher bezweifeln, dass sie Leben entstehen lassen konnten. Eine weitere Möglichkeit sind verschiedene Salze. Während Methan erst bei eisigen minus 179 Grad flüssig wird, braucht es zur Verflüssigung von Salzen hingegen hohe Temperaturen.

"Ich könnte mir durchaus vorstellen, dass es Welten gibt, wo etwa flüssiges Natriumchlorid (Kochsalz, Schmelzpunkt: 801 Grad Celsius) auf irgendeine Weise die Grundlage für Leben darstellt", so McKay. Da derartige Szenarios jedoch rein spekulativ sind, schlägt der Wissenschaftler indes vor, zunächst nach solchen Welten zu suchen, bevor man sich in wilde Phantasien ergehe.

Auch Lisa Kaltenegger vom "Max-Planck-Institut für Astronomie" in Heidelberg schließt sich dieser Meinung an: "Zuerst müssen wir anhand von Modellen herausfinden, welcher Umstände es bedarf, damit ein Planet lebensfreundlich ist. Dann müssen wir uns die Daten ansehen, wir von diesen Welten bekommen können und erst danach überprüfen, wie weit man die Definition für die Lebensfreundlichkeit von Planeten und Himmelskörpern dann ausdehnen kann."

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