Sind wir allein im Universum? Großforschungsprojekt zu Leben auf Planeten

Welche Bedingungen müssen im Umkreis von jungen Sternen herrschen, damit dort Leben entstehen kann? Quelle: (Illustration: NASA/Jenny Mottar) (idw)

Sind wir allein im Universum? Zu dieser Frage hat der österreichische Wissenschaftsfonds (FWF) einer ForscherInnengruppe der Universitäten Wien und Graz sowie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ein bis zu acht Jahre dauerndes und mit rund 600.000 Euro pro Jahr dotiertes astrophysikalisches Großprojekt zugesprochen. 90 ForscherInnen aus dem In- und Ausland gehen unter der Leitung von Manuel Güdel, Professor am Institut für Astronomie der Universität Wien, den Voraussetzungen für die Entstehung von lebensfreundlichen und lebenserhaltenden Umgebungen auf anderen Planeten nach.

Manuel Güdel untersucht astrophysikalische Voraussetzungen zum Leben. Quelle: (Bild: privat) (idw)

Welche physikalischen Bedingungen müssen im Umkreis von jungen Sternen und Planeten herrschen, damit dort Leben entstehen kann? Wie wirken Sterne, Sternwinde, Gas- und Staubscheiben, Magnetfelder und Planetenatmosphären zusammen, um die essentiellen Moleküle und Wasser zu bilden und auf die Planeten zu bringen? Welches sind die frühesten Phasen, in denen man in der Sternumgebung schon lebensfreundliche oder lebenserhaltende – sogenannte habitable – Zonen finden kann, und wie verändern sich diese im Laufe der Zeit?

Diesen fundamentalen astrophysikalischen Voraussetzungen auf dem Weg zum Leben gehen rund 90 WissenschafterInnen im Rahmen des im Dezember 2011 vom FWF genehmigten Nationalen Forschungsnetzwerks "Pathways to Habitability: From Disks to Stars, Planets to Life" nach. Geleitet wird die Forschungsgruppe von Manuel Güdel, Leiter des Instituts für Astronomie der Universität Wien.

Keine Leere zwischen den Sternen

Die richtige Dosis Sternlicht im richtigen Abstand vom Stern und eine halbwegs akzeptable Planetenatmosphäre um einen festen Planeten reichen für eine habitable Umgebung bei Weitem nicht aus. "Der Raum zwischen dem Stern und den Planeten ist nicht leer. Sternwinde, stark veränderliche Ultraviolett- und Röntgenstrahlung sowie Magnetfelder des Sterns und des Planeten wirken in noch wenig erforschter und hochkomplexer Weise zusammen, kontrollieren die Struktur und Chemie der Planetenatmosphäre und ihre Evolution. Passt alles, kann eine lebensfreundliche Umgebung entstehen – sonst nicht", erklärt Manuel Güdel.

Im Projekt wird das gesamte physikalisch-chemische, gekoppelte System mit zum Teil völlig neuen Methoden erstmals erforscht: So müssen die physikalischen Voraussetzungen bereits in ganz frühen Phasen der Planetenentstehung gegeben sein, sonst fehlen die richtigen Moleküle wie etwa Wasser. Sehr wichtig sind die Hochenergiestrahlung des Sterns, beschleunigte Teilchen und der in ein Magnetfeld eingebettete Sternwind. Alle wirken ständig und stark veränderlich auf das Magnetfeld und die Hochatmosphäre des Planeten ein und können dort – unter ungünstigsten Bedingungen – die ganze Planetenatmosphäre zerstören. Selbst der Aufbau eines Sonnensystems ist für die Existenz habitabler Planeten wichtig. Die starken Veränderungen des Sterns im Laufe der Zeit stellen weitere Herausforderungen an die Habitabilität dar. Andererseits scheint Leben sehr innovativ und anpassungsfähig zu sein – auf der Erde kommt es in der Tiefsee, in der Arktis, oder in kochendheissem Wasser vor.

Zurück zu den frühesten Zeiten des Sonnensystems

Das Forschungsteam interessiert sich besonders dafür, wie sich Habitabilität in den frühesten, widrigen Zeiten des Sonnensystems entwickelt hat, als die Sonne tausend Mal kräftigere Röntgenstrahlung und dutzende Male stärkere Ultraviolettstrahlung als heute aussandte. Damals wehten viel stärkere Sonnenwinde, und die Erdatmosphäre war völlig anders zusammengesetzt. Aber auch extreme Bedingungen in extrasolaren Planetensystemen, etwa auf Planeten in sehr kleiner Entfernung vom zentralen Stern, werden unter die Lupe genommen. Heute sind über 700 extrasolare Planeten bekannt, die unter mannigfachen Bedingungen ihre Bahn um andere Sterne ziehen. Dabei hat sich in letzter Zeit gezeigt, dass Planeten sich gerade auch in Doppel- oder Mehrfachsternsystemen bilden – die häufigste Konfiguration, in der Sterne im Universum vorkommen. Gibt es in solchen Sternsystemen stabile, habitable Planeten?

Kooperation ermöglicht neue Wege

Das Nationale Forschungsnetzwerk stützt sich auf bereits bestehende Expertise an verschiedenen österreichischen Institutionen und Forschungsresultaten, die dort erbracht worden sind. Das Projekt wird von sechs weiteren TeilprojektleiterInnen mitgetragen: Elke Pilat-Lohinger, Rudolf Dvorak und Ernst Dorfi vom Institut für Astronomie der Universität Wien, Helmut Lammer und Maxim Khodachenko vom Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Graz sowie Arnold Hanslmeier vom Institut für Geophysik, Astrophysik und Meteorologie der Universität Graz. Mithilfe eines dichten internationalen Netzwerks von Kooperationspartnern wird das österreichische Habitabilitätsprojekt völlig neue Wege beschreiten.

Antrittsvorlesung von Manuel Güdel

Am 16. Jänner 2012 hält Manuel Güdel, Neo-Professor für Astronomie, Satelliten- und experimentelle Astronomie seine Antrittsvorlesung im Großen Festsaal der Universität Wien. Immanuel Kant im Titel zitierend, referiert er über "'Der bestirnte Himmel über mir': Von der Entstehung der Sterne zum Ursprung des Lebens". Karl Schwaha, Vizerektor der Universität Wien, und Gerhard Hensler, Dekan der Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie, sprechen einleitende Worte.

Zeit: Montag, 16. Jänner 2012, 18.00 Uhr

Ort: Großer Festsaal, Hauptgebäude der Universität Wien (1010 Wien, Dr.-Karl-Lueger-Ring 1)

Eintritt frei, keine Anmeldung

Quelle: Universität Wien (idw)