Kuriose Fakten, ungelöste Rätsel und wilde Theorien: Eva Freistetter, Jana Steuer und Elka Xharo präsentieren in ihrem Buch "Auf einen Kaffee im All" spannendes Sternenwissen zum Mitnehmen. Lesen Sie bei uns exklusiv ein Kapitel (leicht gekürzt):
Die Suche nach Planeten, die um andere Sterne als die Sonne kreisen, ist in den vergangenen drei Jahrzehnten von einer Nische zu einer aufstrebenden und ergebnisreichen Sparte der Astronomie geworden. Besonders erfolgreich sind wir bei der Entdeckung von Planeten um besonders kleine Sterne, da diese durch ihre potenziellen Begleiter stärker beeinflusst werden und so ihre Geheimnisse leichter preisgeben.
Das trifft sich gut, denn die kleinste stellare Kategorie, sogenannte Rote Zwerge oder auch M-Zwerge, ist bei Weitem auch die häufigste Sorte Stern innerhalb der Milchstraße. Man geht davon aus, dass 60 bis 75 Prozent aller Sterne unserer Galaxie Rote Zwerge sind.
Rote Zwerge sind genau das, wonach sie klingen: Zwergsterne, die rot sind. Sie haben nur acht bis 60 Prozent der Masse der Sonne und sind im Durchschnitt gut 3000 Grad kühler an ihrer Oberfläche. Damit erreichen sie von etwa sieben bis teilweise sogar nur 0,01 Prozent der Leuchtkraft unseres Heimatsterns. Wir sehen sie also trotz ihrer großen Zahl und Nähe zu uns nicht, weil sie schlicht zu dunkel sind.
Ihre große Häufigkeit liegt vor allem an ihren wahnsinnig langen Lebensspannen. Je mehr Masse ein Stern hat, desto stärker drückt die Gravitationskraft von außen auf den Kern und heizt ihn auf. Das führt dazu, dass die Kernfusion, die den Stern antreibt, effizienter läuft, der Treibstoff wird also deutlich schneller aufgebraucht. Sehr massereiche Sterne leben nur einige Millionen Jahre. Im Mittelfeld können Sterne wie beispielsweise die Sonne ein paar Milliarden Jahre ihren Wasserstoffvorrat im Kern aufrechterhalten. Rote Zwerge hingegen können bis zu Billiarden Jahre alt werden, bevor es keinen Wasserstoff im Inneren für die Fusion mehr gibt. Kein einziger Roter Zwerg, der bisher geboren wurde, ist bereits verstorben. Nicht einer.
Gute Voraussetzungen für habitable Planeten?
Viel Zeit ist gut, so hat die Evolution gleich mehrere Chancen. Wenn es mal zu einem Massenaussterbeereignis kommt, wie es ja auch auf der Erde mehrmals geschah, hat das Leben immer Zeit, um sich zu erholen. Kleine Sterne mit einer friedlichen Fusionsrate strahlen auch deutlich weniger hochenergetische Strahlung, wie Röntgen- oder Gammastrahlung, ab, die biologisches Gewebe beschädigen, krank machen und zerstören kann.
Also, volle Kraft voraus bei der Suche nach Leben um die Sterne, die uns die Entdeckung ihrer Planeten besonders einfach machen? Es gibt leider einen Haken an der Sache: Bewohnbare Planeten um rote Zwerge dürften sogenannte Augapfelplaneten sein.
Damit ein Planet, nach unserem aktuellen Verständnis, auch nur die Chance auf Leben auf seiner Oberfläche hat, muss er sich in einem bestimmten Abstand zu seinem Stern befinden. Generell wird diese "habitable Zone" an der Möglichkeit von flüssigem Wasser auf der Oberfläche, unter Annahme einer erdähnlichen Atmosphäre, festgemacht. Weiter draußen wäre das Wasser zu Eis gefroren, weiter drinnen, näher am Stern, würde es verdampfen. Flüssiges Wasser ist essenziell für Leben, denn es fungiert als Lösungsmittel, in dem sich alle möglichen Elemente und molekularen Bausteine auflösen und transportiert werden können.
Bei einem durchschnittlichen roten Zwergstern, der deutlich kühler als die Sonne ist und somit weniger Energie abstrahlt, liegt die habitable Zone logischerweise näher am Stern. Dort wirken starke Gezeitenkräfte, die einen Planeten dazu bringen, sich irgendwann genauso schnell um die eigene Achse zu drehen, wie er seinen Stern umkreist. So wie es beispielsweise der Mond bei der Erde tut. Das bedeutet, dass er dem Stern immer dieselbe Seite zuwendet. Auf dieser Seite herrscht dann ewiger Tag, während die Rückseite in ewiger Dunkelheit liegt.
Die Konsequenzen für Klima und mögliche Lebensbedingungen sind dramatisch. Die Tagseite könnte sich so stark aufheizen, dass sämtliches Wasser verdampft und die Oberfläche austrocknet, während die Nachtseite zu einer gefrorenen Eiswüste erstarrt. Dazwischen, in einem schmalen Streifen rund um den Planeten, der sogenannten Zwielichtzone, könnten die Bedingungen moderater sein. Dort ginge die Sonne niemals auf und niemals unter, sondern stünde für immer am Horizont. Aber auch hier bringt die extreme Temperaturdifferenz zwischen Tag- und Nachtseite gewaltige atmosphärische Bewegungen mit sich. Heiße, aufsteigende Luft auf der Tagseite und kalte, fallende Luft auf der Nachtseite könnten planetenweite Stürme erzeugen, die ununterbrochen über die Zwielichtzone hinwegfegen.
Hat Leben hier eine Chance? Wir wissen es noch nicht
Wenn wir herausfinden sollten, dass Leben um rote Zwergsterne generell nicht möglich ist, müssen wir gut drei Viertel der Sterne innerhalb der Milchstraße bei der Suche nach Leben außerhalb der Erde von vornherein streichen. Ein harter Schlag für unsere Hoffnung, zeitnah eine entsprechende Entdeckung zu machen.
Doch es gibt Szenarien, in denen ein solcher Planet durchaus bewohnbar sein könnte. Entscheidend ist, dass er über eine ausreichend dichte Atmosphäre verfügt, die Hitze und Feuchtigkeit verteilt. Dann würde die Tagseite nicht vollständig austrocknen, sondern könnte im Zentrum sogar einen stabilen Ozean halten, gespeist durch den ständigen Kreislauf von Verdunstung, Wolkenbildung und Regen. Rund um diesen Ozean entstünde ein Wolkengürtel, der das einfallende Licht teilweise reflektiert und so wie ein schützender Schirm wirkt. Die Nachtseite dagegen bliebe in tiefem Frost gefangen, womöglich bedeckt von gefrorenem Wasser. Dieses auffällige Muster einer dunklen, feuchten "Pupille" aus Ozean, umrahmt von einer wolkenreichen "Iris" und einer eisigen, weißen Nachtseite, erinnert aus der Ferne an ein riesiges Auge. Deshalb spricht man bei solchen Welten auch von Augapfelplaneten.
Sollte es wirklich Leben um einen roten Zwergstern geben, dann stehen die Chancen nicht schlecht, dass es einen Augapfelplaneten bewohnt, der auf einer Seite im ewigen Tageslicht und auf der anderen Seite in ewiger Nacht gefangen ist.
