Sind wir allein im Universum?

Sind wir allein im Universum? Kaum eine Jahreszeit eignet sich besser, um diese Frage zu stellen, zumal wir zu Silvester schon allein wegen der Feuerwerke in den Himmel blicken. Auch Europa sucht ab dem kommenden Jahr nach Leben im All. Das Teleskop Plato der Europäischen Raumfahrtagentur ESA soll planmäßig im September in den Weltraum starten, um nach Planeten zu spähen, die sich außerhalb unseres Sonnensystems befinden – und vielleicht so beschaffen sind wie die Erde.

• Mehr für dich: „Wir forschen an Fragen für spätere Generationen“

Bisher wurden 6000 dieser extrasolaren Planeten, die um andere Sterne kreisen – auch Exoplaneten genannt –, nachgewiesen. Eine zweite Erde war zwar noch nicht dabei. Es gibt allerdings Milliarden von Sternen allein in unserer Galaxie, der Milchstraße, die nur eine von Milliarden von Galaxien im Kosmos ist.

Angetrieben von der existenziellen Frage, ob wir einzigartig sind oder doch irgendwo einen universellen Zwilling haben, unternehmen wir, was technisch möglich ist, um eine Antwort zu finden. Der erste Exoplanet wurde 1995 nachgewiesen. Seine Entdecker, Michel Mayor und Didier Queloz, erhielten dafür im Jahr 2019 den Nobelpreis für Physik. Die Entdeckung stellte erstmals die Einzigartigkeit unseres Sonnensystems infrage. Lebhafte Fantasien zu Außerirdischen hat es jedoch bereits in der Antike gegeben. So finden sich schon im Werk „Das Mondgesicht“ des Schriftstellers Plutarch Gedanken über Lebewesen jenseits der Erde.

Kontaktaufnahme begann mit goldenen Schallplatten

1977 wurden die Voyager Golden Records ins All gesandt, um mit Außerirdischen Kontakt aufzunehmen. Diese goldenen Datenplatten mit Bild- und Audio-Informationen an Bord der interstellaren Nasa-Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 wurden als Botschaften hergestellt in der Hoffnung, dass etwaige intelligente, extraterrestrische Lebensformen dadurch von der Menschheit und ihrer Position im Universum erfahren würden.

Damals war es technisch nicht möglich, den Nachthimmel ähnlich wie heute nach einer zweiten Erde zu scannen. „Wir sind vom Unmöglichen auf die Seite des Möglichen gewechselt“, betonte kürzlich die in den USA tätige, in Salzburg geborene Astronomin Lisa Kaltenegger bei einem Vortrag am Institute of Science and Technology Austria im niederösterreichischen Klosterneuburg. Durch das scharfe Auge des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA habe die Forschung einen Riesensprung gemacht. Selbst im nächtlichen Weltraum kann das Gerät viel Licht einfangen. „Jetzt ist es im Prinzip möglich, Leben im All zu finden“, stellt Kaltenegger in Aussicht.

Voraussetzungen für Leben, wie wir es kennen

Damit ein Planet Leben, wie wir es kennen, beherbergen kann, muss er in einem bestimmten Abstand um seine Sonne kreisen. Diese Distanz bestimmt, wie viel Hitze er von seinem glühenden Stern abbekommt, sprich ob es warm genug ist für flüssiges Wasser. Weiters braucht der Planet Sauerstoff und eine Atmosphäre, die seine Oberfläche vor kosmischer Strahlung schützt. Grob gesprochen lässt sich mit dem James-Webb-Teleskop erstmals die Beschaffenheit der Atmosphäre ferner Planeten messen, also ihre Zusammensetzung auf Spuren von Wasser, Sauerstoff und Methan, die etwaige Lebewesen erzeugen würden, analysieren.

Es gibt allerdings recht unterschiedliche Planetentypen. Nicht auf allen könnte man so herumspazieren wie auf unserem. In unserem Sonnensystem, von innen nach außen gesehen, bestehen Merkur, Venus, Mars und Erde aus Gestein, Jupiter und Saturn aus Gas und Uranus und Neptun aus Eis. Außerhalb unseres Sonnensystems kann es dann noch exotischer werden: Erst kürzlich entdeckten Astrophysiker:innen einen mysteriösen Exoplaneten, der geformt ist wie eine Zitrone und hauptsächlich aus Kohlenstoff besteht.

Biolog:innen gehen davon aus, dass die Entstehung von Leben neben Sauerstoff oder Ozon mit Methan und Wasser auch eine feste Oberfläche benötigt. „Von den bekannten 6.000 Exoplaneten, die um andere Sterne kreisen, könnten 40 klein und felsig wie die Erde sein und in der bewohnbaren Zone ihrer Sonne kreisen“, so Kaltenegger.

Wie Exoplaneten vermessen werden

Die Dichte und die Masse eines Planeten werden von Teleskopen mit der sogenannten Radialmethode vermessen, die dessen Bewegung erkennt und daraus errechnet, wie schwer er sein muss. Seine Größe wiederum wird mit Hilfe der Transitmethode ermittelt, mit der Astronom:innen Planeten, die vor ihren Sternen vorbeiziehen, durch Teleskope – wie James Webb oder Plato – als dunkle Punkte beobachten können.

Soweit die Grundlagen der Planetenjagd. Kniffelig wird es in den Details. „Finden wir einen Felsplaneten, der die richtige Größe hat und in der bewohnbaren Zone seiner Sonne kreist, fehlt ihm vielleicht die Atmosphäre“, sagt der Exoplanetenforscher Manuel Scherf vom Grazer Institut für Weltraumforschung zur WZ. Neben natürlichen gebe es auch technische Einschränkungen. „Zum Beispiel sind wir derzeit nur in der Lage, Planetentransits vor kleineren Sternen zu sehen. Mittelgroße, stark leuchtende Sterne würden das Vorbeiziehen kleiner Planeten so wie die Erde nämlich überstrahlen.“ Das bedeutet, dass wir ganz zwangsläufig fremde Himmelskörper übersehen.

Bisher nur lebensfeindliche Bedingungen

Dennoch gab es in den letzten Jahren mehrere Erfolgsmeldungen im Fachgebiet Exoplaneten, und einigen wurden Ähnlichkeiten zu unserem Heimatplaneten zugeschrieben. Nicht alle erfüllten die Hoffnungen. „Wenn man genau hinschaut, sieht es nicht ganz so positiv aus wie man vielleicht meinen könnte“, sagt Scherf.

Der erdnächste erwiesene Exoplanet, der nur 4,2 Lichtjahre entfernte Proxima Centauri b in einem benachbarten Sonnensysten, zählt aufgrund seiner Masse zu den erdähnlichsten Exoplaneten. Er könnte Wasser beherbergen. Keineswegs aber wäre er ein gemütliches Zuhause. Astronom:innen gehen davon aus, dass Proxima Centauri b, ähnlich wie unser Mond, seinem Stern immer dieselbe Seite zeigt, wodurch die eine Hälfte geröstet und die andere tiefgefroren wird.

Auch das nahegelegene Planetensystem Trappist wartet mit harschen Bedingungen auf. Sein Planet Trappist-1 c ist zwar felsig und hat fast die gleiche Größe wie unser Nachbar, die Venus - jedoch hat er auch in etwa die gleiche Temperatur wie sie von lavaartigen 464 Grad Celsius. Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop deuten zudem auf eine allenfalls dünne Atmosphäre hin, wodurch die kosmische Strahlung unerträglich wäre.

Little Shop of Horrors im All

In der Tat sind viele der bisher bekannten Exoplaneten ein lebensfeindliches Little Shop of Horrors. Besonders widerlich ist ein Himmelsköper mit der Nummer HD189733b im Exoplaneten-Katalog der US-Raumfahrtbehörde NASA. Dessen hübsche, kobaltblaue Erscheinung kommt nicht etwa von lebenswichtigem Wasser, sondern von tödlichen Niederschlägen aus Tropfen so hart wie Glas. Bei Wind würden wir Millionen von winzigen Schnitten abbekommen. Der kürzlich entdeckte Exoplanet TOI-561 b wiederum entpuppt sich als Höllenwelt – mit Temperaturen um die 1800 Grad Celsius. Dagegen wirkt selbst die unserem Sonnensystem sehr heiße Venus wie ein Waldspaziergang im kühlen Schweden.

Erst eine übernächste Generation an Weltraumteleskopen könnte eine gezielte Suche nach Erdzwillingen ermöglichen. Im Konzeptstadium befindet sich das „Habitable Worlds Observatory“ der NASA, das erdgroße Planeten im Detail untersuchen können soll und ab 2040 gebaut werden könnte. „Wir sind in den vergangenen 20 Jahren wahnsinnig viel weitergekommen in unserem Fach, müssen aber sicher noch warten, bis wir Gewissheit über Leben im All bekommen können“, erklärt Scherf. Bis auf weiteres gelten wir Menschen also wohl als die einzigen rationalen Lebewesen im Universum.

Wer sagt, dass es höheres Leben ist?

Die Frage nach Bewohnbarkeit stellt allerdings nur einen kleinen Teil der Rätsel dar, den die Exoplaneten-Forschung beantworten könnte. Denn wir wissen nach wie vor nicht genau, unter welchen Bedingungen Leben auf der Erde entstanden ist. Waren dazu Landmassen, Licht und Luft nötig? Oder haben wir unsere Ursprünge in den lichtlosen Tiefen von sauerstofffreien Meeren, oder in Seen unterhalb dicker Eisschichten, wie etwa auf dem Saturn-Mond Enceladus, wo es Mikroben gibt? Außerdem wissen wir nicht, ob Leben im All zwangsläufig höheres Leben bedeuten muss. Forschende wollen Biosignaturen auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten Mars gefunden haben, die von Mikroorganismen stammen könnten. Zur Klärung all dieser Fragen könnte die Exoplanetenforschung beitragen.

Was es zur Folge hätte, wenn wir entdeckten, dass es tatsächlich andere rationale Lebewesen im All gibt, ist eine offene Frage. Würden wir einander bekriegen oder einander lieben? Niemand weiß es - im Moment sind wir, unserer Natur folgend, neugierig. Und vorerst noch einzigartig. Und wir können uns freuen über unsere wunderschöne blaue Erde, die ganz genau die richtigen Voraussetzungen bietet für Leben. In diesem Sinne: Prosit Neujahr auf den besten Planenten von allen!