Gibt es doch eine "Zweite Erde"?

Das Planetensystem um Gliese 581 M. Bild: ESO

Die Ergebnisse zweier aktueller Studien lassen hoffen

Zwei Fragen, mit denen sich die Wissenschaftler schon sehr lange Zeit befassen, aber eindeutige Antworten darauf nach wie vor nicht geben können. Vor knapp einem halben Jahr war man der Lösung vermeintlich ein Stück näher gekommen, mit der Entdeckung des Planeten Gliese 581 c durch ein europäisches Wissenschaftsteam. Die Meldung wurde begeistert von den Medien aufgenommen und ging durch alle Nachrichten, denn dieser, innerhalb unseres Sonnensystems im Sternbild Waage befindliche Planet, sollte etwas ganz besonderes aufweisen: erdähnliche Eigenschaften.

Leider erwies sich diese Meldung zwar nicht als „Zeitungsente“, aber sie war auch nicht zutreffend, denn der damals als erdähnlicher Planet kolportierte Gliese 581c erfüllte nach genauerem wissenschaftlichen Hinsehen dann doch nicht die Wunschvorstellung, ein planetares Abbild der Erde gefunden zu haben. Zu lebensunfreundlich zeigten sich die Bedingungen, die auf diesem Planeten herrschen, zu nah am Zentralstern und somit auch zu heiß, um überhaupt die Entwicklung einer primitiven Lebensform zuzulassen. Als lebensfreundlich gelten Temperaturen, die das Vorkommen von flüssigem Wasser erlauben, dies ist wiederum abhängig von der ausgestrahlten Energie des Zentralsterns und dem Abstand zwischen dem jeweiligen Planeten zu diesem Stern.

Das Planetensystem um Gliese 581 M. Bild: ESO

Der Zentralstern Gliese 581 M, ca. 20 Lichtjahre von unserer Erde entfernt, ist ein so genannter Roter Zwerg, der wesentlich kühler ist als unsere Sonne. Er verfügt zwar über ein Drittel der Masse unserer Sonne, leuchtet aber 50mal schwächer als diese. Das Planetensystem um diesen roten Zwerg besteht aus dem „heißen“ Gl 581b, einen Planeten von der Größe Neptuns, der den Stern alle 5,4 Tage umkreist und den zwei „Super-Erden“ begleiten. Dies sind Planeten, die bis zu zehnmal mehr Masse als die Erde besitzen, Gl 581c (mit fünffacher Erdmasse), der 13 Tage für einen Umlauf benötigt und Gl 581d, mit achtfacher Erdmasse und einer Umrundungszeit von 83,6 Tagen. Nach den neuesten wissenschaftlichen Auswertungen befindet sich nur der Letztere mit seiner Umlaufbahnen in der so genannten bewohnbaren Zone um den Zentralstern, nicht (wie ursprünglich im April gemeldet) der kleinere Bruder Giese 581c.

Illustration der von beiden Forschungsteams ermittelten Grenzen der bewohnbaren Zone (HZ) im Gliese 581-System.Vergrößerte Ansicht und genaue Bilderläuterung Der obere Teil der Abbildung zeigt die HZ in unserem Sonnensystem. Die rote Kurve zeigt die äußerste Grenze der HZ. Innerhalb der grünen Begrenzungslinien wird nach dem Modell von Bloh die photosynthetische Zone angezeigt. Der mittlere Teil der Abbildung zeigt die Grenzen der HZ von Gliese 581, berechnet mit dem Selsis-Modell. Das untere Bild zeigt die Grenzen der photosynthetischen Zone mit Hilfe des geophysikalischen Bloh-Modells. Die lilafarbenen Balken zeigen die HZ unter der Annahme, dass Gliese 581 M sieben Mrd. Jahre alt ist. Die horizontalen Markierungen zwischen Gliese 581c und d zeigen die variable Distanz zu dem Zentralstern, die aufgrund der exzentrischen Umlaufbahnen beider Planeten entsteht. Bild: Astronomy and Astrophysics

Die aktuelle Veröffentlichung zweier unabhängiger Studien in der Fachzeitschrift Astronomy and Astrophysics über dieses System zeigt, dass einer der Planeten - Gliese 581d - sich höchstwahrscheinlich innerhalb der bewohnbaren Zone um den Stern Gliese 581 M befindet. Im Gegensatz zur Erde dreht sich dieser Planet nicht um seine eigene Achse, so dass eine Seite immer dem Zentralstern zugeneigt und somit sehr warm ist, während auf der abgewendeten Seite entsprechend eisige Temperaturen herrschen. Mit den daraus resultierenden Temperaturschwankungen ist man dort immer besonders ungemütlichen Stürmen ausgesetzt – nicht unbedingt die Vorstellung angenehmer Lebensbedingungen.

Trotz all dieser Widrigkeiten könnte dort, nach den neuesten Studienergebnissen, ausreichend Wasser existieren, um Leben zu ermöglichen. Zwei internationale unabhängige Teams, eins unter der Leitung von Franck Selsis vom französischen CRAL (Centre der Recherche Astrophysique de Lyon), das andere unter der Verantwortung des am deutschen PIK (Potsdam Institute for Climate Impact Research) beschäftigten Werner von Bloh, untersuchten die mögliche Bewohnbarkeit der beiden „Super-Erden“ Gliese 581c und d“ aus zwei verschiedenen Blickwinkeln.

Das Team von Franck Selsis berechnete die Eigenschaften der Atmosphäre eines Planeten in verschiedenen Entfernungen vom Zentralstern. Die große Unsicherheit für die genaue Lage der Grenzen der bewohnbaren Zone kommt aus Wolken, die derzeit nicht im Detail modelliert werden. Mit Hilfe eines Modells für die zeitliche Entwicklung von erdähnlichen Planeten, das mit einem Klimamodell gekoppelt wurde, konnte das Bloh-Team für den Planeten Gl 581d lebensfreundliche Bedingungen nachweisen, wohingegen sein kleiner Bruder, Gl 581c, als unbewohnbar eingestuft werden muss. Dieses Modell berücksichtigt die thermische Entwicklung der Planeten, das heißt die Abkühlung des Planetenkörpers seit seiner Entstehung und die damit zusammenhängenden geodynamischen Parameter.

Um aber eine ultimative Antwort auf die Frage von Leben auf Gl 581d zu bekommen, setzt die Wissenschaft auf zukünftige Raumfahrtmissionen wie die europäische Mission Darwin, geplant für das Jahr 2015.

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