Mai 25 2006

Kurz vor dem Ende blüht das Leben

Wenn Sterne von der Masse der Sonne altern, wachsen sie und werden zu Roten Riesensternen – üblicherweise bedeutet dies das Ende für alle Lebewesen in der ehemaligen „bewohnbaren Zone“. Doch jenseits davon könnte auch neues Leben entstehen…

Ein zukünftiger Ozean auf einer tauenden Europa

Ein zukünftiger Ozean auf einer tauenden Europa

Die Erde umkreist die Sonne innerhalb der sogenannten „dauernd bewohnbaren Zone“, ein schmaler Bereich im Sonnensystem, in dem flüssiges Wasser möglich ist. Wäre die Erde 5% näher oder 37% weiter von der Sonne entfernt, würde alles Wasser verdampfen bzw. gefrieren, und Leben, wie wir es kennen, wäre nicht möglich (obwohl Bakterien auch ausserhalb der bewohnbaren Zone existieren könnten, einige vermuten z.B. Leben in der Atmosphäre der Venus).

Die Grenzen der bewohnbaren Zone sind jedoch nicht auf alle Zeiten fixiert: Jeder Stern legt mit der Zeit, im Verlauf von Jahrmilliarden, an Leuchtkraft zu: Die Sonne von heute scheint bereits 30% heller als die Sonne, die vor 4.5 Milliarden Jahren auf die frisch gebildete Erde schien. Diese Zunahme an Leuchtkraft treibt die bewohnbare Zone immer weiter nach aussen. Bereits in rund einer Milliarde Jahre wird die innere Grenze der bewohnbaren Zone die Erde erreichen, und alle Ozeane werden verdampfen. Da die Sonne mit zunehmendem Alter immer schneller an Leuchtkraft zulegt, wird die bewohnbare Zone immer schneller nach aussen wandern.

Dies gilt natürlich nicht nur für die Sonne, sondern für alle Sterne. Die Geschwindigkeit der Entwicklung und die Ausdehnung der bewohnbaren Zone zu einem bestimmten Zeitpunkt der Entwicklung hängt dabei von der Masse des Sterns ab – bei einem massiveren Stern wird die ganze Entwicklung viel schneller vor sich gehen. Bei einem Stern von der Masse der Sonne wird diese „fliehende bewohnbare Zone“ zuerst einmal bei etwa der doppelten Erde-Sonne-Entfernung für etwa 1 bis 2 Milliarden Jahre stehen bleiben. Dies liegt daran, dass der Stern zu diesem Zeitpunkt in eine Phase des stabilen Heliumbrennens eintritt. Sterne in diesem Stadium werden oft auch als Unterriesensterne bezeichnet (Beta Hydri, möglicherweise auch Procyon sind die nächstgelegenen Beispiele für diesen Sterntyp).

Im Sonnensystem könnte während dieser Zeit flüssiges Wasser auf dem zunehmend wärmeren Mars existieren: die Erde ist zu dieser Zeit bereits zu einer venusähnlichen Treibhaushölle geworden. Das Leben, so scheint es, bekommt während gut zwei Milliarden Jahren die Chance, sich auf dem Mars zu entwickeln. Auch auf den Asteroiden und Planetoiden des inneren Asteroidengürtels könnte das Leben eine Chance erhalten, allerdings aufgrund der fehlenden Atmosphäre nur unter der Oberfläche.

Doch nach maximal zwei Milliarden Jahren ist die Phase des stabilen Heliumbrennens vorbei – der Stern legt weiter an Leuchtkraft zu und wird zum Roten Riesen und verschlingt dabei die inneren Planeten Merkur, Venus und vermutlich auch die Erde. Die bewohnbare Zone dehnt sich auf rund 10 Astronomische Einheiten (1 Astronomische Einheit = Entfernung Erde-Sonne) aus. Die Monde des Jupiters verdampfen in der glühenden Hitze des Roten Riesen, doch auf den Saturnmonden, möglicherweise bis hinaus zu den Monden des Uranus, herrschen angenehme Temperaturen. Für einige 100 Millionen Jahre bekommt das Leben die Chance, sich auf Titan, Rhea, Iapetus und Enceladus auszubreiten. Für einige 10 Millionen Jahre wird das Sonnensystem sogar bis hinaus zum Kuipergürtel jenseits des Neptuns auf Temperaturen über dem Gefrierpunkt aufgeheizt, bevor die Sonne ihre äusseren Hüllen abwirft und ihr Kern zu einem kleinen, leuchtschwachen Weissen Zwerg kollabiert.

Was wird das Leben aus dieser chance machen? Auf der Erde dauerte es rund 3.5 Milliarden Jahre, bis das Leben den Sprung von den primitivsten Lebensformen zu Mehrzellern schaffte. Dauert es auf anderen Welten genauso lang, oder herrschten auf der Erde während Jahrmilliarden einfach unwirtliche Zustände? Werden Bakterien von der Erde per Meteorit zu den anderen Welten des Sonnensystems reisen und dort im Tiefschlaf die Zeit bis zur Erwärmung durch die sterbende Sonne verbringen? Oder wird sich primitives Leben, das zurzeit dort auf diesen kalten Monden vorhanden ist, weiterentwickeln, sich an die neuen, ungewöhnlich hohen Temperaturen anpassen? Werden sich komplexe Lebensformen bilden? Wird gar eine intelligente Zivilisation auftauchen, die glaubt, dass Leben nur um sterbende Sterne möglich ist? Wird diese Zivilisation hoffnungsvoll nahe gelegene Riesensterne auf Radiosignale von fremden Zivilisationen abhören?

Wieder einmal Fragen über Fragen… Wenn komplexes Leben um Unterriesen- und Riesensterne häufig ist, könnte man vermuten, dass es weit verbreitet ist: In der „bewohnbaren Zone“ eines Unterriesen- oder Riesensterns liegen im Schnitt dutzende von Welten, während es bei einem „gewöhnlichen“ Hauptreihenstern wie der Sonne höchstens einer, selten mal zwei sind. Macht die hohe Anzahl potentiell bewohnbarer Welten die kurze Lebenszeit solcher Ökosysteme wett? Konzentrieren wir uns bei der Suche nach ausserirdischem Leben vielleicht sogar auf die falschen Sterne? Einmal mehr könnte sich auf unserer Suche nach ausserirdischem Leben herausstellen, dass in Wirklichkeit wir die Exoten sind.

9 Comments

  • By Gast, 3. September 2007 @ 18:03

    Ein Punkt macht mich stutzig. Wenn die Erde 5% der Sonne näher wäre, würde das Wasser verdampfen. Das kann ich mir nicht vorstellen. Die Erdbahn ist ja leicht elliptisch. Am sonnenächsten Punkt 147, am fernsten 152 Mio. km. Auch bei diesen Schwankungen sind praktisch keine Temperaturschwankungen auf der Erde festzustellen. 5% von 150 wäre 7,5 Mio. km. => weniger gleich 143 Mio. km.

  • By Bynaus, 4. September 2007 @ 11:36

    Auf einer elliptischen Bahn befindet sich die Erde nur kurz so nahe bei der Sonne. Bei einer engeren Bahn hingegen ist sie eine kontinuierlichen, stärkeren Strahlung ausgesetzt als in ihrer heutigen Bahn. Das summiert sich und führt schliesslich dazu, dass die Ozeane beginnen, zu verdampfen, was letztlich dazu führt, dass die Erde sich langsam in eine echte Schwester der Venus verwandelt. Genau das ist es, was dereinst (in etwa 500 Mio Jahren) passieren wird, wenn die Aktivität der Sonne weiter zunimmt (siehe den Artikel Die_ferne_Zukunft_der_Erde auf dieser Seite).

  • By bozano, 29. Oktober 2007 @ 18:24

    Was geschieht mit dem Wasserstoff, welches von der Erde entweicht? Haben wir vielleicht etwas Wasserstoff von der Venus bekommen und könnte sich mit diesem Wasserstoff Leben von der Venus auf die Erde transporiert worden sein?

  • By bozano, 31. Oktober 2007 @ 16:03

    Noch eine weitere Frage: Während der Reise durch das Weltall könnte die Strahlung einer \“ruhenden\“ Bakterie großen Schaden zufügen. Könnte das Wasserstoff als Energielieferant dienen, damit die Bakterie sich regeneriert?

  • By Bynaus, 31. Oktober 2007 @ 21:32

    Zum einen, es ist an sich äusserst unwahrscheinlich, dass Gas, das der Gravitation der Venus entkommt, ausgerechnet von der Erde aufgenommen wird – Planeten sind wirklich winzig, die Distanzen dazwischen gewaltig, und die Gasmengen verschwindend gering: das geht oft vergessen. Nichtsdestotrotz ist es möglich (durchaus denkbar, dass einige vielleicht mal vorhandene Venus-Bakterien ihren Weg zur Erde gefunen haben). Viel wahrscheinlicher als eine Reise in Wasserstoff ist eine Reise in Trümmern von Meteoriteneinschlägen (\“Venus-Meteoriten\“), dort sind sie auch gut vor der Strahlung geschützt.

    Siehe auch:
    http://www.final-frontier.ch/Wenn_Bakterien_zu_Astronauten_werden

  • By Ilhan, 27. März 2009 @ 18:18

    WARUM GESHIET DAS?
    IST DAS SCHLIMM
    IN WIE VILLE JAHREN WIR DIE ERDE ZERSTOERT
    UND IST DAS WAHR DAS AMERIKA
    KONTAKT MIT DEN AILIEN AUFGENOMMEN HABEN?

  • By Marco, 6. April 2009 @ 04:54

    Das ist relativ absurd, das man hier oder überhaupt wo eine Antwort auf Alien-Kontakte-mit-USA-Regierung bekommen kann. Und das wäre nach Jahrzehnten sicherlich bekannt geworden.

  • By Unbekannter Gast, 25. Juni 2010 @ 00:00

    Ich glaube, dass was immer im Roter-Riese-Stadium eines Sterns noch lebt, gute Chancen hätte zu anderen Sternsystemen zu entkommen, weil Sonnensegelraumschiffe länger beschleunigen könnten. Näher am galaktischen Zentrum, wo die Sterne näher beieinander stehen,könnte auf diese Weise die erste Sternfahrerzivilisation entstehen.

  • By paulchen, 27. August 2011 @ 14:59

    möglisch ist es auch,das bis dahin,die technologische vorsprung so gut ist,das wir allen auswandern können,zu andere sonnen…gruss paulchen

Other Links to this Post

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Leave a comment

© 2006 - 2011 Matthias Meier. Alle Rechte vorbehalten. | Final Frontier wurde erstellt mit WordPress | Theme basiert auf Alibi-Theme von WordPress Themes