Sonne
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Astronomie Bedingungen für Leben? Astronomen entdecken fast 6.000 passende Sonnen

13. August 2022, 10:00 Uhr

Astronomen haben mit dem Weltraumteleskop Gaia rund 6.000 Sterne identifiziert, die in Größe und Alter unserer Sonne entsprechen. Eine Phase dieser Sterne könnte für die Entstehung von Leben entscheidend sein.

Gibt es intelligente Lebewesen auf einem anderen Planeten? Diese Frage ist mindestens so alt, wie die Science-Fiction und treibt auch die Astronomie um. Die Forscher vermuten, dass sich andere Planeten mit erdähnlichen Bedingungen vor allem in der Umlaufbahn von Sternen entwickelt haben könnten, die in etwa unserer Sonne entsprechen. Forschende können in den kommenden Jahren nun etwa 6.000 solcher Sterne genauer beobachten. Das ESA Weltraumteleskop Gaia hat diese Sterne bei der Durchmusterung des Weltraums entdeckt.

Blaue Riesen und rote Zwerge machen das Leben schwer

Der Grund, warum sonnengroße Sterne am ehesten lebensfreundliche Planeten haben könnten, liegt an den Eigenschaften der anderen Sterne: Blaue Riesen etwa, die deutliche größer sind, sind zugleich viel heißer. Bei ihnen laufen die Kernfusionsprozesse viel schneller ab, dadurch erreichen sie viel schneller das Ende ihres Lebens, an dem sie mit einer gewaltigen Supvernova explodieren und danach ein schwarzes Loch oder einen Neutronenstern zurücklassen. Ihre Lebenszeit ist wahrscheinlich zu kurz, um eine komplexe Evolution auf einem nahen Planeten ablaufen zu lassen.

Kleinere Sterne hingegen, die Klasse der roten Zwerge, leben zwar deutlich länger als unsere Sonne. Aber ihre magnetischen Eigenschaften sind instabil. Wahrscheinlich grillen solche Sterne ihre umkreisenden Planeten regelmäßig mit Sternstürmen. Dabei würde eine Atmosphäre wie die der Erde relativ schnell zerstört und biologisches Leben, wie wir es von der Erde kennen, würde durch die extreme Strahlung abgetötet.

Das Schema zeigt die Lebenszyklen verschiedener Sterntypen. Sehr große Sterne explodieren in einer Supernova und werden dann zu schwarzen Löchern oder Neutronensternen. Sonnenähnliche Sterne werden orangene Riesen, werfen dann einen Teil ihrer Hülle ab und werden schließlich zu weißen Zwergen. Rote Zwerge verwandeln sich nach einer sehr langen Lebenszeit in weiße Zwerge. Und braune Zwerge verlieren irgendwann hegliche Aktivität.
Der Lebenszyklus von vier verschiedenen Größenklassen von Sternen. Bildrechte: ESA

Magnetisches Minimum ist ein guter Zeitpunkt für die Evolution

Aber auch im Leben einer Sonne scheint es nur bestimmte Phasen zu geben, die günstig für die Evolution sind. Im sogenannten "Maunder Minimum" kommt ein Großteil der magnetischen Aktivität einer Sonne zum Erliegen. Einer neuen Studie zufolge treten solche Phasen, an denen beispielsweise die Sonnenflecken verschwinden, in etwa in der Mitte der Lebenszeit einer Sonne auf. Im Fall unseres Sterns könnte das in etwa passiert sein, als die ersten Lebewesen die Ozeane verließen und an Land gingen. Möglicherweise hatte die Sonne erst zu dieser Zeit die Bedingungen für einen Landgang des Lebens möglich gemacht.

Um ihre Theorie zu prüfen, benötigen Forscher weitere Beobachtungsobjekte mit vergleichbaren Eigenschaften. Hier liefert nun die Gaia-Mission der ESA wertvolle Daten. Der Satellit durchmustert den gesamten Nachthimmel und hat inzwischen die Eigenschaften von mehreren hundert Millionen Sternen erfasst. Im Juni haben Esa-Wissenschaftler ein drittes Datenpaket veröffentlicht, in dem unter anderem 5.863 Sterne enthalten sind, die in etwa der Größe und dem Alter unserer Sonne entsprechen.

Die Farbe von Sternen verrät ihr Alter und ihre Größe

Dieses Diagram zeigt, dass verschiedene Elemente wie Sauerstof, Wasserstoff oder Stickstoff unterschiedliche Teile des Lichtspektrums abstrahlen.
Verschiedene Elemente strahlen unterschiedliche Lichtfarben ab. Bildrechte: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Gaia zeichnet bei seiner Durchmusterung vor allem Daten wie die Helligkeit und die Farbe eines Sterns auf, so wie sie von der Erde aus beobachtet werden können. Auf dieser Basis mussten Forscherteams die Daten zunächst analysieren, um Schlüsse auf weitere physikalische Eigenschaften wie Größe und Alter der Sterne schließen zu können. Das ist möglich, da in allen Sternen im Grunde die gleichen Prozesse ablaufen. Unter dem Druck der eigenen Schwerkraft wird zuerst Wasserstoff, das kleinste chemische Element, durch Kernfusion zu Heliumatomen verschmolzen. In einigen weiteren Schritten entsteht schließlich Eisen, das Element, mit dem das Leben eines Sterns endet. (Alle schwereren Elemente wie Gold oder Uran entstehen erst bei Supernovaexplosionen oder Kollisionen von Neutronensternen).

Da verschiedene chemische Elemente unterschiedliche Teile des sichtbaren Lichts verschlucken, beziehungsweise abgeben, können Forscher aufgrund der Lichtfarbe auf Größe und Alter eines Sterns schließen. Auch die heute etwa viereinhalb Milliarden Jahre alte Sonne wird ihre Farbe verändern. Ab einem Alter von etwa acht Milliarden Jahren wird sie dunkler und größer, bis sie schließlich das Stadium eines orangen Riesen erreicht. Danach wird sie zu einem weißen Zwerg schrumpfen.

Erde 2 gesucht: Viele Sonnen zur näheren Untersuchung bereit

Das neue Datenpaket von Gaia liefert der ESA zufolge auch viele Beispiele von sonnenähnlichen Sternen in anderen Lebensphasen, so dass sich nun das gesamte Leben unseres Sterns von seiner Geburt bis zu seinem Ende studieren lässt. Möglicherweise stoßen Forschende bei der näheren Untersuchung solcher Systeme auch auf Planeten, die unserer Erde entsprechen.

Ein blauer leuchtender, kugelrunder Stern, im Vordergrund eine schwarze Kugel, die ein Schwarzes Loch darstellt.
Diese künstlerische Darstellung zeigt, wie das Doppelsternsystem VFTS 243 aussehen könnte, wenn wir es aus der Nähe beobachten würden. Das System, das sich im Tarantelnebel in der Großen Magellanschen Wolke befindet, besteht aus einem heißen, blauen Stern mit der 25-fachen Masse der Sonne und einem schwarzen Loch, das mindestens die neunfache Masse der Sonne hat. Die Größen der beiden binären Komponenten sind nicht maßstabsgetreu: in Wirklichkeit ist der blaue Stern etwa 200 000 Mal größer als das schwarze Loch. Bildrechte: ESO/L. Calçada
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Superhabitable Planeten - selbst wenn wir sie finden, kämen wir wohl nie hin. Dafür sind sie zu weit weg und wir leben zu kurz.

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