Ferne Sonnensysteme

In der Vergangenheit war es nur möglich die großen Strukturen im Universum, Galaxien, Sterne, Nebel und Wolken zu beobachten und zu erforschen. Mit fortschreitender Verbesserung der Teleskope und Satelliten Technik, der Entwicklung neuer wissenschaftlicher Verfahren wurde es möglich kleinere planetare Himmelskörper die, die Sterne umkreisen nachzuweisen.

In den 80. Jahren entdeckten Astronomen das, der Stern Beta Pictoris im südlichen Sternbild Maler von einer Staubscheibe umgeben ist, in der sich Planeten bilden. Im Zentralbereich der Staubscheibe bewegt sich ein jupiterähnlicher Planet, der die Materie aus seiner Umgebung anzieht und den Raum leerfegt.

Anfang der neunziger Jahre wurden um den Pulsar 1257+12 in 1000 Lichtjahren Entfernung vier planetare Himmelskörper mit Massen zwischen 0,02 – 100 Erdmassen entdeckt. Einige Jahre später wurde der erste exosolare Planet, ein Hot Jupiter in einer engen Umlaufbahn um den Stern Pegasus 51 nachgewiesen.

Das Sonnensystem Upsilon Andromeda im Sternbild Andromeda ist das erste Planetensystem mit mehr als einen Planeten. Ups And in 44 Lichtjahren Entfernung wird von drei Planeten der Jupiterklasse umkreist.

In den letzten Jahren hat sich die Anzahl der exosolaren Sonnensysteme, vor allen durch Beobachtungen des Hubble, -Spitzer Spaceteleskope und der europäischen Südsternwarte weiter erhöht. Die ersten exosolaren Planeten waren massereicher als Jupiter und bewegten sich auf engen Bahnen um ihre Zentralsterne.

1999 gelang der Nachweis von Mehrfachsystemen und im Jahr 2007 konnte die Europäische Südsternwarte die Entdeckung eines erdähnlichen Planeten im System Gliese 581 bekannt geben. Es ist sehr wahrscheinlich das die meisten Sterne in der Milchstraße Planeten gebildet haben. Ihre Anzahl wird auf mehrere Milliarden geschätzt. Dies lässt auf eine große Anzahl von Sonnensystemen mit erdähnlichen Planeten schließen.

 http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2007/pr-22-07.html

 

 

 Beta Pictoris

Bild: HST

 

 

Beta Pictoris

 

Anfang der 1980. Jahreentdeckten Forscher eineplanetenbildene Staubscheibe

die den Stern Beta Pictoris umgibt.

 

 

Pulsar 1257 +12

 

Planeten die einen Neutronenstern umkreisen,

wurden 1992-94 entdeckt.

 

 

Pegasus 51

 

1995 konnte der erste Planet,der einen Hauptrheihen Stern umkreist nachgewiesen werden.

 

 

Ups Andromeda

 

1999 wurden erstmals in einem Sonnensystem

mehrere Planeten entdeckt.

 

 

2014: Das Weltraum Telescope Kepler gelang der erste Nachweis eines annähernd erdähnlichen Planeten im Sonnensystem

Kepler 186

Der Stern mit einer halben Sonnenmasse, SpKl. M, StB. Cygnus ist 500 ly von der Sonne entfernt und wird von bisher 5 bekannten Planeten umkreist.

 

 

Proxima Centauri b

 

2016: Astronomen der Europäischen Südsternwarte entdeckten enen erdähnlichenGesteinsplaneten der den Klasse M Stern Proxima Centauri auf einer engen Bahn innerhalb der bewohnbaren Zone umkreist.

 

Trappist - 1

 

Sternbild: Wassermann,

Entfernung 40 Lichtjahre.

 

In Zusammenarbeit mit der

Europäischen Südsternwarte entdeckte das Nasa Spitzer Spacetelescope ein Planetensystem mit 7 erdähnlichen Gesteinsplaneten, die den ultrakühlen Zwergstern der Spektralklasse M umkreisen.

3 in der bewohnbaren Zone befindliche Planeten sind mögliche Kandidaten für die Entstehung von Leben.

 

 

 

Sterne und Planeten

Die Entstehung von Sternen und Planeten ist ein natürlicher Vorgang in allen Gas und staubhaltigen Galaxien. Alle spiralförmigen Galaxien zu denen die Milchstraße und der Andromeda Nebel zählt, enthalten in ihren Spiralarmen riesige ausgedehnte gasförmige Staubwolken in denen sich neue Sterne und Planeten in solaren Urnebeln bilden.

Interstellare Gas und Staubpartikel haben ihren Ursprung in den Fusionsvorgängen vor allen der massereichen Sterne. Sterne mit mehr als 10 Sonnenmassen explodieren als Supernova und schleudern Elemente von Wasserstoff bis Eisen in den Weltraum. Durch die Gewalt der Explosion entstehen Elemente die schwerer als Eisen sind. Eine Supernova Explosion kann eine gashaltige Staubwolke verdichten. Es entstehen lokale Gravitationszentren, die Protosternsphären bilden. In der mit den Elementen der Supernova angereicherten Dunkelwolke entstehen neue Sterne und aus der Kollision kleinster Partikel deren Große und Masse durch den Einfluss der Gravitation zunimmt entstehen Meteore, Asteroiden, Kometen und planetare Himmelskörper.

Die Hauptelemente des interstellaren Gases sind Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff. Diese Elemente sind die Grundelemente der organischen Chemie und allen organischen Lebens. Das wichtigste Hauptelement des interstellaren Staubes ist Silizium. Durch die Anlagerung von Gasteilchen an interstellare Staubteilchen werden die Grundelemente der organischen Chemie in Asteroiden und Kometenmaterie eingeschlossen.

Durch Wärmeeinwirkung in der Nähe der Sterne entstehen komplexe organische Verbindungen, zu denen auch Aminosäuren gehören. Eingeschlossen in Asteroiden und Kometen können die Verbindungen durch Einschläge auf eine Planetenoberfläche gelangen und den Urozean eines erdähnlichen Planeten mit organischen Verbindungen anreichern.

 

 Erdähnliche Planeten

Die große Anzahl der Sterne innerhalb der Milchstraße, die unbekannte Anzahl an Sternsystemen erhöht die Wahrscheinlichkeit der Existenz von Sonnensystemen mit erdähnlichen Gesteinsplaneten.

Wenn es keine unbekannten, exotischen Lebensformen, die sich in allen von der irdischen Biologie unterscheiden im Universum gibt, ist die Erde der Ausgangspunkt für Vorstellungen über außerirdisches Leben. Weil es Leben auf der Erde gibt, muss es auch woanders im Universum existieren.

Alles Leben auf der Erde ist unter den Naturgesetzen, die überall im Universum Gültigkeit besitzen entstanden. Es ist nicht ausschließbar das, das irdische Leben selber außerirdischen Ursprungs ist. Die Bausteine des Lebens entstanden im  frühen Sonnensystem und gelangten durch kosmische Einschläge in die Urozeane der Erde.

 

 

Graphische Darstellung des

Sonnensystems ups Andromeda

 

Die Erde besitzt viele Eigenschaften, die den Planeten in eine belebte Welt verwandelten. Viele Zufallsereignisse gestalteten die Erde und förderten die Evolution der Lebewesen.

Ein außerirdischer erdähnlicher Planet, mit irdischen Eigenschaften auf dem Leben existiert, muss sich innerhalb der bewohnbaren Zone eines Sonnensystems, wo planetare Durchschnittstemperaturen von 0 bis 40°C möglich sind bewegen.

Wasser ist die Grundvoraussetzung allen Lebens. In vielen Sonnensystemen ist es in großen Mengen, vor allen in Kometenmaterie vorhanden.

Eine nicht zu große Planetenmasse, mit Kontinentaldrift und Vulkanismus, ist notwendig zur Bildung einer festen Gesteinsoberfläche, auf der Wasser über Jahrmilliarden im flüssigen Zustand in Ozeanen gebunden werden kann. Die Planeten Rotation erzeugt ein Magnetfeld, durch einen flüssigen äußeren Planeten Kern. Das Magnetfeld schützt vor den Teilchen des Sonnenwindes, die Lebewesen gefährden können.

Die Tag und Nachtlänge hat Auswirkungen auf das globale Wetter und die Evolution der Lebewesen. Ein zu schnell drehender Planet besitzt extreme Wetterverhältnisse, Megastürme mit gewaltigen Fluten. Ein zu langsam drehender Planet würde ähnlich wie die Venus stark aufgeheizt und die großen Schwankungen zwischen Tag und Nachtemperaturen könnten die Entwicklung des Lebens behindern.

In einen Planeten – Mondsystem stabilisiert ein massereicher Mond die Planetenachse. Die Neigung der Planetenachse verursacht Jahreszeiten und Klimazonen, die über lange Zeiträume durch die Stabilisierung der Achse erhalten bleiben. Die Gezeitenkraft eines Mondes erzeugt Ebbe und Flut, die den Übergang zu Landlebewesen fördern können.

Das Leben auf der Erde entwickelte sich auf der Grundlage von Wasser und Kohlenstoff. Wasser und Kohlenstoff sind reichlich innerhalb der Milchstraße und ähnlicher Systeme vorhanden.

Die Stabilität organischer Kohlenstoffverbindungen ist gegenüber anderen Verbindungen z. b. auf Siliziumbasis am stärksten im Universum. Auf Grund dieser Stabilität würden organische Kohlenstoffverbindungen, mit dem Beginn einer Evolution andere organische Verbindungen z. b. auf Siliziumbasis verdrängen. Ausnahmen könnten Welten sein, auf denen es keine Kohlenstoffverbindungen gibt. Die Existenz von Welten ohne Kohlenstoff ist äußerst unwahrscheinlich.

Auf anderen Welten ist die Wahrscheinlichkeit das Leben auf Kohlenstoffbasis entsteht am größten. Die Entwicklung von Protoformen, zu Zellen und mehrzellige Lebewesen dauerte auf der Erde viele Milliarden Jahre.

Vielleicht gibt es Parallelen zur irdischen Evolution. Biologisches Leben gewinnt Energie durch Aufnahme von Nahrung. Pflanzenähnliche Lebewesen könnten ihre Energie durch Photosynthese gewinnen. Tierische Lebewesen durch den Verzehr pflanzlicher und tierischer Nahrung. Lebewesen mit pflanzlichen und tierischen Zellen könnten beide Möglichkeiten nutzen. Auf der Erde existieren Lebewesen mit Mineral oder Eisenstoffwechsel, die tief unter der Erde oder in Nähe von Tiefseevulkanen leben.

Auf einen erdähnlichen Planeten sind Sonnenenergie, Mineralien, Metalle, organische Nährstoffe, wie auf der Erde vorhanden, wodurch auf einigen Planeten, ein erdähnlicher Ablauf einer Evolution von Lebewesen vorstellbar sein könnte.

Auf sehr wenigen Planeten wird die Evolution zu komplexeren bis intelligenten Leben führen. Die meisten Welten befinden sich wahrscheinlich auf einer mit den vergangenen Erdzeitaltern vergleichbaren Entwicklungsstufe, ohne intelligente Lebewesen.

In der 4,6 Milliarden jährigen Geschichte der Erde gibt es erst seit zwei Millionen Jahren eine intelligente Lebensform. Eine industrielle technologische Zivilisation erst 200Jahre.

Auf fernen Welten werden intelligente Lebewesen, wie in der Erdgeschichte, sehr wahrscheinlich eine Ausnahme sein. Intelligente außerirdische Lebewesen werden sich auf einer der Menschheitsgeschichte vergleichbaren Entwicklungsstufe befinden. Technologisch wissenschaftliche Zivilisationen, die fortgeschrittener als die heutige Menschheit sind, sind möglicherweise äußert selten.

 

Eine weit fortgeschrittene Zivilisation könnte Energiequellen nutzen um große Distanzen im Weltraum zurückzulegen. Gäbe es eine solche Zivilisation in der Nähe unseres Sonnensystems, wäre diese längs von Teleskopen oder Satelliten entdeckt worden, oder es wäre zu einen direkten Kontakt gekommen. Für direkte Kontakte mit Außerirdischen in geschichtlicher Zeit gibt es keine Hinweise. Anscheinend ist die Erde nie von außerirdischen Lebewesen besucht worden.

Zudem ist es aufgrund der Seltenheit der Existenz intelligenter Lebewesen in der Planetengeschichte extrem unwahrscheinlich, das fortgeschrittene Zivilisationen zeitgleich existieren. Dies könnte ein Grund sein, warum es bisher keine Kontakte dieser Art gibt. Viele außerirdische Zivilisationen könnten seit Jahrmillionen vergangen sein oder sich erst in Jahrmillionen entwickeln. Das Zusammentreffen der Menschheit mit einer außerirdischen Zivilisation in der gegenwärtigen Zeit könnte ein unwahrscheinliches Zufallsereignis sein.

Neuere Messungen der Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums, durch die Bestimmung der Entfernung zu Supernovae deuten auf ein flaches Universum hin. Die Gravitation kann die Expansion des Weltalls in der Unendlichkeit nicht bremsen. Ein in die Unendlichkeit expandierendes Universum könnte hundert  Milliarden Jahre und länger bestehen. Im Vergleich zu diesen Zeiträumen ist das heutige Universum mit 13,7 Milliarden Jahre ein sehr junges Universum, dessen Entwicklung erst beginnt. Alle heutigen Galaxien, einschließlich der Milchstraße, ihrer Nebel, Sterne und Planeten sind relativ junge Himmelkörper.

Die Entwicklung von Planeten in einem Sonnensystem, mehr noch die Entstehung belebter Planeten unterliegt dem Zufall. Die Natur benötigt Milliarden Jahre bis auf einen Planeten mehrzellige Lebewesen, noch länger bis kompliziertere und unwahrscheinlicher bis intelligente Lebewesen entstehen.

Die Natur könnte bisher noch nicht genug Zeit gehabt haben, eine große Anzahl belebter Welten mit intelligenten Lebensformen hervorzubringen.  Die Erde und die Menschheit gehört vielleicht nicht zu den ersten kosmischen Zivilisationen, könnte aber im relativ jungen Universum eine seltene Entwicklung sein.

In einem älteren Universum in zwanzig oder mehr Milliarden Jahren könnte die Wahrscheinlichkeit größer sein, das in einer Galaxie viele kosmische Zivilisationen zeitgleich entstehen werden. Im heutigen Universum scheint es eher wahrscheinlich zu sein, das eine Welt mit intelligenten Lebewesen sehr weit vom Sonnensystem entfernt ist. Distanzen von hunderttausenden bis millionen Lichtjahre reduzieren die Aussicht auf einen direkten Kontakt als völlig unwahrscheinliches Ereignis.

Es wird noch einige Jahre dauern bis die Wissenschaft erste erdähnliche Gesteinsplaneten beobachten wird. Vielleicht werden Hinweise auf biologische Aktivitäten durch die Analyse der Spektren der Planetenatmosphären entdeckt. Stickstoff, Sauerstoff,  Edelgase, schwankende Kohlendioxid Werte,  Kohlenwasserstoffe und Ozon wären ideale Hinweise auf Aktivitäten von Lebewesen.  Viele Welten werden Venus, Mars oder Merkur ähnlich sein. Auf wenigen Planeten existieren ein- bis mehrzellige Lebewesen, die mit der Erde bis zum Beginn des Präkambriums vergleichbar sind.

Die Artenvielfalt der Erde ist nur auf einer sehr kleinen Anzahl entdeckter Planeten wahrscheinlich. Die Wahrscheinlichkeit für intelligentes Leben vom steinzeitlichen, vorindustriellen, industriellen, weiter entwickelten Niveau könnte etwa bei ein bis zwei Zivilisation pro Galaxis liegen. Weil aber sehr vieles unbekannt ist, sind große Überraschungen möglich und das Leben könnte viele Lebensräume im Universum besiedelt haben kann.

Hans G.

http:www.journeytospace.de