Sind wir allein im Universum? E-Book

Lisa Kaltenegger

• Herausgeber: Ecowin
• Kategorie: Lebensstil
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2023

Seitenzahl: 206

Beschreibung

Gibt es da draußen Aliens oder gar eine zweite Erde? Die Frage nach der Existenz außerirdischen Lebens beschäftigt die Menschheit seit langem. Fieberhaft sucht die Wissenschaft nach erdähnlichen Planeten in habitablen Zonen. In diesem Jahrtausend wurden von Forschern wie Lisa Kaltenegger mehr als 5000 Exoplaneten entdeckt. In ihrem packenden Sachbuch vermittelt die weltweit anerkannte Expertin physikalisches Grundwissen und neue Erkenntnisse aus der Weltraumforschung. - Gibt es Leben im All? Auf der Suche nach bewohnbaren Planeten im Universum - Lisa Kaltenegger ist vielfach ausgezeichnete Professorin für Astrophysik, Gründerin des Carl-Sagan-Instituts und Teil von Teams der Missionen der NASA und der ESA - Wissenschaftlich fundiertes und mit Begeisterung erzähltes Sachbuch über Exoplaneten und die Erforschung außerirdischen Lebens - Comic-Zeichnungen illustrieren Phänomene wie Supererden, habitable Zonen und die Entstehung von Planetensystemen - Erstaunlicher Einblick in die Methoden der Astrobiologie, Astrophysik und Astronomie Millionen potenziell bewohnbare Planeten: Eine aufregende Reise in die Galaxien Wo ist unser Platz im Universum? Welche Arten von Planeten gibt es und unter welchen Bedingungen kann Leben entstehen? Um Fragen wie diese zu erforschen, braucht es Neugier, Mut und Optimismus. Das sind laut Lisa Kaltenegger die entscheidenden Eigenschaften bei der Suche nach Spuren außerirdischen Lebens. Auf spannende Weise bringt uns die Wissenschaftlerin auf den neuesten Stand der Forschung. Ein Buch für alle, die mehr wissen wollen: Was, wenn wir nicht allein sind?

Leseprobe

SIND WIR ALLEIN IM UNIVERSUM?

LISA KALTENEGGER

SIND WIR ALLEIN IM UNIVERSUM?

MEINE SUCHE NACH LEBEN IM ALL

Sämtliche Angaben in diesem Werk erfolgen trotz sorgfältiger Bearbeitung ohne Gewähr. Eine Haftung der Autoren beziehungsweise Herausgeber und des Verlages ist ausgeschlossen.

3. komplett überarbeitete und aktualisierte Neuauflage

© 2023 ecoWing Verlag bei Benevento Publishing Salzburg – Wien, eine Marke der Red Bull Media House GmbH, Wals bei Salzburg

Alle Rechte vorbehalten, insbesondere das des öffentlichen Vortrags, der Übertragung durch Rundfunk und Fernsehen sowie der Übersetzung, auch einzelner Teile. Kein Teil des Werkes darf in irgendeiner Form (durch Fotografie, Mikrofilm oder andere Verfahren) ohne schriftliche Genehmigung des Verlages reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. Gesetzt aus der Minion Pro, Facundo

Medieninhaber, Verleger und Herausgeber:

Red Bull Media House GmbH

Oberst-Lepperdinger-Straße 11–15

5071 Wals bei Salzburg, Österreich

Satz: MEDIA DESIGN: RIZNER.AT

Umschlaggestaltung: Zero Media, München

Covermotiv: Mandy Fischer / FinePic®

Gestaltungskonzept / Illustrationen: Mandy Fischer

Autorenillustration: Claudia Meitert/carolineseidler.com

Printed by Neografia, Slowakei

ISBN: 978-3-7110-0350-8

eISBN: 978-3-7110-5350-3

Für Lara Sky

INHALTSVERZEICHNIS

Vorwort

1 4,6 Milliarden Jahre Einsamkeit

2 Unser Platz im Universum

3 Faszinierende Welten in unserem Sonnensystem

4 Werkzeuge für die Suche nach fremden Planeten

5 Toplage ist nicht alles oder: Die Habitable Zone

6 Spurensuche nach Leben im All

7 Der perfekte Planet

8 Die Top Ten Planeten, die unser Weltbild revolutioniert haben

Ausblick

Danksagung

Die Autorin

VORWORT

Das Weltall birgt viele Geheimnisse, die wir gerade erst zu entschlüsseln beginnen. Eines der spannendsten ist die Frage, ob wir allein im Universum sind. Vor mehr als 1000 Jahren wurde sie zum ersten Mal aufgeschrieben und beschäftigt seither die Menschheit. Doch erst jetzt, in diesem Jahrtausend, ist die Technologie so weit, dass wir nach anderen, unserer Erde ähnlichen Planeten im All Ausschau halten und Licht dieser anderen Welten auffangen können. Und wir lernen dabei fast täglich Neues. Zum Beispiel, dass die meisten der neu entdeckten Planeten um andere Sonnen, sogenannte Exoplaneten, ganz anders sind als die Planeten, die um unsere Sonne kreisen. Wir kennen inzwischen mehr als 5000 solcher Exoplaneten. Und diese anderen Welten sind vielfältiger und faszinierender, als wir es uns je erträumt hatten. Wir leben in einer Zeit voller Entdeckungen; der Kosmos gibt gerade einige seiner spannendsten Geheimnisse preis.

An der US-amerikanischen Universität Cornell habe ich 2015 das Carl Sagan Institut gegründet, um mit mehr als 30 anderen Wissenschaftlern aus verschiedensten Disziplinen die Werkzeuge zu entwickeln, mit denen wir nach Spuren von Leben im All suchen. Als Teil von Teams der Missionen der NASA und der ESA erlebe ich diese Suche am Rande des technisch Möglichen hautnah mit. Auf diese Reise zu den faszinierenden Welten fernab unseres Planeten möchte ich Sie mitnehmen. Und wahrscheinlich werde ich Ihren Blick auf den Sternenhimmel dabei für immer verändern. Sie brauchen dazu kein Vorwissen, nur ein klein wenig Neugierde für die Reise.

Die Entdeckung anderer Welten geht gerade mit großen Schritten voran, und was Sie hier als fröhliche Comics zum Thema Exoplaneten finden, wird oder wurde gerade in der wissenschaftlichen Literatur publiziert – ohne hilfreiche Comics, versteht sich.

Mein Blick ans Firmament ist ein leidenschaftlich neugieriger. Weil wir da oben jede Nacht so viel mehr sehen als nur ein Sternenzelt. In jeder richtig dunklen Nacht funkeln Tausende Sterne wie auf tiefschwarzem Hintergrund aufgemalt. Aber diese funkelnden Lichter sind so viel mehr als nur wunderschön. Sie sind unser Blick in die Tiefen des Weltalls. Einige der Lichtstrahlen haben unvorstellbare Distanzen hinter sich, bevor sie auf unser Auge treffen. Sie zeigen Sterne, die gerade geboren wurden, andere das letzte Aufblitzen, bevor ein Stern in einer riesigen Explosion stirbt, wieder andere zeigen die Lebensphasen dazwischen. Genau genommen rasen diese wunderschönen Lichter durch das Universum – so wie unser Stern, die Sonne.

Mit immer größeren Teleskopen sehen wir heute tiefer ins All als jemals zuvor. Die Entdeckungen, die wir dabei machen, verleihen dem Nachthimmel faszinierende Tiefe und Struktur. Der nächtliche Blick nach oben zeigt uns wunderschöne, funkelnde Sonnen, die gemeinsam eine Sternkarte für ferne Entdeckungsreisen bilden. Und diese Karte halten Sie gerade in Ihren Händen: Sie ist auf die Innenseite des Buchcovers gedruckt, das Sie gerade aufgeschlagen haben. Sie zeigt, wo es – nach den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen – andere mögliche Erden am Firmament gibt. Diese Sonnen sind Milliarden von Kilometern von uns entfernt, aber sie sind für mich trotzdem fast greifbar nah, wenn ich nach oben schaue. Und je mehr wir über andere Planeten lernen, desto mehr lernen wir auch über unsere Erde und wie wir besser auf unseren kleinen, blauen Punkt im All aufpassen können.

Ob auf einem dieser anderen Planeten wohl auch gerade jemand fragt: »Sind wir allein im Universum?«

Lisa Kaltenegger, im Herbst 2023

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4,6 MILLIARDEN JAHRE EINSAMKEIT

Unser Zuhause

Ein kleiner, blauer Punkt. Er schwebt im riesigen Dunkel des Weltalls. Fast verloren sieht er aus. Sein Stern ist ein ganz normaler Stern, einer von Milliarden in der Umgebung. Wir sehen den blauen Planeten nur deshalb, weil er das Sonnenlicht reflektiert, er produziert selbst kein Licht. Im Vergleich käme eine Milliarde Mal mehr Licht von seiner Sonne in unserem Teleskop an, wenn wir sie auch auf dem Bild hätten. Der winzige Punkt ist kaum sichtbar. Das ist unser Planet, die Erde, eingebettet im tiefen Schwarz des Alls, auf dem beeindruckenden Foto, das die amerikanische Weltraumorganisation NASA 1990 von unserer Erde aufgenommen hat. Die Raumsonde Voyager 1 warf damals von seiner Position jenseits der Saturnlaufbahn auf Drängen des Wissenschaftlers Carl Sagan einen Blick zurück auf unsere Heimat. Dieses Bild zeigt sie ganz anders, als wir sie von den Satellitenbildern kennen. Auf ihnen erscheint die Erde groß und robust. Das NASA-Bild, das von viel weiter weg aufgenommen wurde, zeigt unseren Planet hingegen verletzlich und überraschend klein. Die Erde ist der einzige Planet, von dem wir ganz sicher wissen, dass er Leben beherbergt. Und der Leben für uns Menschen ermöglicht. Wir sollten deshalb sehr vorsichtig mit ihm umgehen.

Für mich ist nach diesem Bild alles anders. Ab diesem Punkt der Menschheitsgeschichte wagten wir uns weiter in unser Sonnensystem hinaus als jemals zuvor. Und zum ersten Mal blickten wir aus dieser enormen Ferne auf unsere Erde. Bis heute gibt es kein Foto der Erde, das aus größerer Entfernung aufgenommen wurde. Voyager 1, die Raumsonde, die das Bild aufgenommen hat, hat 2012 die schützende Heliosphäre, wo das Magnetfeld der Sonne sie vor der galaktischen kosmischen Strahlung bewahrt, durchbrochen und sendet nun Informationen aus den Weiten des interstellaren Raumes.

Über Tausende von Jahren war die Frage, ob wir allein im Universum sind, eine rein philosophische, weil uns die technischen Möglichkeiten fehlten, es herauszufinden. Jetzt ist das anders.

Die ersten Exoplaneten – so nennen wir Planeten, die nicht um unsere Sonne, sondern um fremde Sterne kreisen – haben uns überrascht. Sie sind ganz anders, als Astronomen das ursprünglich erwartet haben. Und die Vielfalt unter den Tausenden bereits Entdeckten ist beeindruckend. Der erste Fund um eine andere Sonne war 1995. Das heißt, jeder Mittzwanziger heutzutage hat schon immer zu einer Zeit gelebt, in der wir wussten, dass es Exoplaneten gibt. Davor hatten es sich Menschen bloß Tausende Jahre lang erhofft. Beweisen konnten sie es nicht. Die Forschung macht momentan bahnbrechende Fortschritte.

Egal, was in der Menschheitsgeschichte gerade alles schiefläuft, das hier ist einmalig: Wie die großen Entdecker vergangener Jahrhunderte erforschen wir neue Welten. Schon jetzt haben wir dadurch Neues über das Universum und unseren Platz im Weltall gelernt. Und es zeigt sich: Andere Welten sind wirklich ganz anders. Wenn alles so wäre wie erwartet, dann würden wir nichts dazulernen. Was ja langweilig wäre. Und langweilig ist die Suche nach anderen Planeten absolut nicht.

Planeten, die es bei uns nicht gibt

Bei den neuen Entdeckungen handelt es sich um richtig neue Welten: Heiße Jupiter sind Gasplaneten, die in nur wenigen Tagen um ihren Stern kreisen und extrem heiß sind. Auf manchen ist es so heiß, dass sie teilweise im All verdampfen. Andere wiederum sind viel weiter von ihrem Stern entfernt als unser äußerster Planet. Diese enormen Gasplaneten nennen wir Eisgiganten. Durch den großen Abstand zu ihrem Stern ist es auf ihnen so kalt, dass sie, zusätzlich zu den riesigen Gasmengen, zu einem Großteil aus Eis bestehen. Gasplaneten können überraschenderweise aber auch kleiner sein als in unserem Sonnensystem, das sind sogenannte Mini-Neptune.

Eine andere Art von Welt wurde vor einigen Jahren als Idee zu diesem Potpourri hinzugefügt, sogenannte Steppenwolf-Planeten oder frei fliegende Planeten. Solche Planeten sind nicht mehr an ihren Stern gebunden. Die Idee ist, dass Planeten erst um ihren Stern kreisen, aber dann aus ihrer Bahn geworfen werden, zum Beispiel durch kosmische Kollisionen. Danach fliegen sie dann allein durchs Weltall, wenn sie nicht in ihren Stern stürzen. Auf solchen Planeten wäre es dunkel und ohne Sonnenlicht bitterkalt. Doch allein im Dunkel des Weltalls sind solche Planeten auch extrem schwierig aufzuspüren und nachzuweisen.

Die spannendsten Funde unter den entdeckten Exoplaneten sind für mich Felsplaneten. Auch unsere Erde ist ein Felsplanet. Die meisten, die Astronomen bis jetzt entdeckt haben, sind jedoch um einiges schwerer als unsere Erde, sogenannte Super-Erden. Die schwerste bis jetzt entdeckte Super-Erde ist 18-mal so schwer wie unsere Erde. Ob diese Super-Erden irgendwie besser als unsere Erde sind, wissen Astronomen noch nicht. Einige von ihnen sind ganz sicher nicht besser, denn sie kreisen zu nahe um ihren Stern. Das macht sie wiederum zu einer ganz neuen Klasse von Planeten, Lavaplaneten. Lavaplaneten sind alle Felsplaneten, die durch den kleinen Abstand zu ihrem Stern so heiß werden, dass sogar Gestein auf ihrer Oberfläche schmilzt. Aber wie entdecken Astronomen diese fremden Welten?

Spurensuche im Weltall

Das Licht eines Sterns enthält Information über seine Planeten. Dadurch haben Astronomen Tausende Exoplaneten entdeckt. Teleskope – von Hawaii über Chile, Namibia, Australien, Spanien und die USA – suchen vom Boden aus nach Exoplaneten. Am Boden müssen die Teleskope aber um einiges größer sein als im Weltall, da warme und kalte Luftschichten unser Bild vom Stern verzerren. Deshalb funkeln Sterne auch am Firmament. Unsere Luft lässt es jedenfalls so aussehen. Dieses Flimmern macht es aber schwieriger, kleine Planeten um sie herum aufzuspüren. Darum hat die französische Weltraumorganisation CNES mit der europäischen Weltraumorganisation ESA 2006 ein kleines Weltraumteleskop namens CoRoT (für Convection, Rotation and planetary Transits) gestartet. Mit einem Durchmesser von nur 27 Zentimetern hat CoRoT im All ohne verzerrende Luftschichten das erste Mal nach anderen Planeten gesucht. Es hat 2007 die ersten Exoplaneten erspäht, aber aufgrund seiner geringen Größe konnte es nur wenige entdecken. 2009 startete dann die NASA ein etwas größeres Weltraumteleskop mit dem Namen Kepler, das bis 2018 nach Planeten wie unserer Erde suchte.

Kepler maß immerhin 1,4 Meter im Durchmesser und war nur auf einen winzigen Teil des Firmaments nahe des Sternbilds Cygnus (Schwan) ausgerichtet. Dieser Fleck ist nicht größer als eine Hand, die man mit ausgestrecktem Arm gegen den Himmel hält. Doch so eine kleine Fläche beheimatet über 150.000 Sterne. Kepler hat dort mehr als 2600 Planeten gefunden. Und zu den wichtigsten Erkenntnissen zählte: Es gibt viel mehr kleine als große Planeten.

Keplers Nachfolger ist der NASA-Satellit TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Seine Mission startete 2018, seither haben wir schon Hunderte neuer Welten zu unserer Sternkarte hinzugefügt – in unserer nächsten kosmischen Nachbarschaft.

Wenn es also so viele Welten da draußen gibt und darunter auch potenziell lebensfreundliche Planeten, warum gibt es dann eigentlich keine Außerirdischen, die uns besuchen? Und gibt es überhaupt anderes Leben im Universum? Bevor wir das genauer unter die Lupe nehmen, schauen wir uns einmal an, was es bedeutet, eine solche Frage wissenschaftlich zu beantworten.

Ein feuerspeiendes Einhorn in der Garage

Wissenschaft ist die Zusammenarbeit von Menschen über Generationen hinweg, die uns dadurch Einblicke in die Natur und unseren Platz in einem bewegten Universum erlaubt. Wissenschaft ist aber kein starres Gebilde von festgelegten Ideen. Sie findet etwaige Fehler und korrigiert sich selbst. Das ist ihre Basis. Neugierde, Mut und hartnäckiger Optimismus gegen alle Widrigkeiten sind dabei auch nicht ganz unwichtig.

In der Wissenschaft reicht es nicht, dass jemand meint, etwas sei so oder so. Die lauteste Stimme und den längsten Bart zu haben, genügt hier nicht. Durch genaue Beobachtungen wurden immer wieder lang gehegte falsche Vorstellungen entlarvt. Wenn wir die Behauptungen nicht nachprüfen können, dann wird die Idee, auch wenn sie uns logisch erscheint, nicht anerkannt. Wissenschaft prüft und hinterfragt immer. Von Angstmacherei und Effekthascherei lässt sie sich nicht beeindrucken, sondern arbeitet sich oft langsam, aber stetig an die Wahrheit der Dinge heran. Dies hilft uns allen. Weil wir, wenn wir die Welt um uns verstehen lernen – von Viren bis Naturkatastrophen –, Leben verbessern und retten können. Und diese Neugierde und Herangehensweise beschränkt sich nicht nur auf Wissenschaftler. Das zeigt das wunderbare Beispiel vom feuerspeienden Einhorn.

Stellen Sie sich vor, jemand erzählt Ihnen, er habe ein feuerspeiendes Einhorn in seiner Garage. Das würden wir wohl alle gern sehen! Doch derjenige behauptet nun, das ginge nicht, denn das Wesen sei unsichtbar. Außerdem schwebe es in der Luft und würde deshalb noch nicht einmal Fußabdrücke hinterlassen. Und es spucke Feuer, das nicht brenne und auch keinen Schaden anrichte. Auch wenn wir uns nicht bewusst sind, dass wir im Alltag wissenschaftliche Methoden anwenden, tun wir es erstaunlich oft. Wir hinterfragen das Einhorn und wollen unabhängige Beweise. Ohne einen einzigen konkreten Hinweis, bis auf die reine Behauptung des Garagenbesitzers, würden Sie ihm die Garage mit dem unbeweisbaren Fabeltier wohl niemals für großes Geld abkaufen.

Denn wenn wir das Einhorn weder sehen oder riechen noch hören oder anfassen können, dann bleibt es dahingestellt, ob es wirklich existiert. Wir können natürlich nicht absolut ausschließen, dass es so ein unsichtbares, feuerspeiendes Einhorn geben könnte. Aber das heißt eben noch lange nicht, dass es existiert.

Genaue wertfreie Beobachtungen haben unsere Weltsicht schon unzählige Male auf den Kopf gestellt: Die Erde ist keine Scheibe. Wir fallen nicht über den Rand ins Nichts, wenn wir lossegeln. Sie ist weder das Zentrum unseres Sonnensystems noch das Zentrum unserer Galaxie. All diese revolutionären Entdeckungen machen mich nur noch neugieriger auf das Universum. Wenn wir nichts so Besonderes sind, müsste es dann nicht irgendwo noch andere nicht so besondere Erden geben? Sehen wir uns die Frage nach den Außerirdischen also mal konkret wissenschaftlich an.

Wie viele Planeten mit Leben gibt es?

Wie können wir überhaupt abschätzen, wo der nächste bewohnte Planet liegen könnte? Und welche Vorkenntnisse und Messungen brauchen wir dafür? Als Erstes müssen wir herausfinden, wie viele Planeten es überhaupt gibt. Wie viele von diesen umkreisen ihren Stern im richtigen Abstand, sodass sie Leben beherbergen könnten? Und als Letztes: Auf welchen dieser Planeten könnte sich dann auch Leben entwickeln?

Wenn wir all diese Fragen beantworten können, dann kennen wir die Zahl der Planeten mit Leben im Weltall. Die ersten beiden Fragen hat die aktuelle Forschung schon fast beantwortet. Beobachtungen zeigen, dass jeder zweite Stern von mindestens einem Planeten umkreist wird. Und dass jeder fünfte Stern einen kleinen Felsplaneten im richtigen Abstand hat, sodass es flüssiges Wasser auf der Oberfläche des Planeten geben könnte, Leben dort theoretisch möglich wäre und wir es entdecken könnten. Eigentlich unglaublich. Wenn wir am Sternenhimmel nur fünf aus Tausenden Sternen abzählen, dann wird im Mittel einer davon von einem potenziell lebensfreundlichen Planeten umkreist. Bei ungefähr 200 Milliarden Sternen allein in unserer Milchstraße heißt das, es gibt Milliarden potenziell lebensfreundliche Welten in unserer Galaxie! Wenn wir gefrorene Planeten und Monde, wo es Leben in tiefen Ozeanen unter gefrorenen Eispanzern geben könnte, mit in unsere Rechnung hineinnehmen, steigt diese Zahl sogar noch.

An dieser Stelle gehen uns die Informationen für unsere Rechnung aber leider aus. Was uns noch fehlt, ist eine Antwort auf die letzte Frage. Auf wie vielen lebensfreundlichen Planeten entwickelt sich auch tatsächlich Leben?

Diese Frage ist noch komplett offen. Wir haben weder Beweise, dass Leben überall entsteht, noch, dass es nur auf der Erde entstand. Die anderen Planeten, die um unsere Sonne kreisen, einschließlich ihrer Monde, können uns in naher Zukunft erste Einblicke geben. Wenn wir dort Leben finden, dann heißt das, Leben entsteht oft, schon zwei Mal allein in unserem Sonnensystem. Darum lohnt sich die Suche auch vor der eigenen Haustüre, in unserem eigenen Sonnensystem. Aber auch ohne eine konkrete Antwort auf diese Frage haben Wissenschaftler bereits versucht abzuschätzen, wie viele Zivilisationen es geben kann. Vielleicht sogar ganz in unserer Nähe?

Die klassische Betrachtung dieser Frage wird auch Drake-Formel genannt. Sie wurde vom amerikanischen Wissenschaftler Frank Drake aufgestellt. Die Formel beschreibt, was man über Sterne und Planeten wissen muss, um abschätzen zu können, wie weit eine andere technologische Zivilisation von der Erde entfernt sein könnte. Aber sie schließt noch viel mehr Aspekte mit ein als die Frage, wie viele Planeten mit Leben es gibt.

Drake war als Chef der SETI (Suche nach Extraterrestrischer Intelligenz) daran interessiert, Leben wie unseres zu finden, das Signale in den Weltraum schickt. SETI sucht nach Radio- und Lichtsignalen wie zum Beispiel gerichtete Laserblitze von anderen Zivilisationen. Bis jetzt hat man – leider – noch keine entdeckt. Radiosignale anderer Zivilisationen, am besten auf Englisch, wären natürlich phänomenal. Sonst würde es wahrscheinlich schwer, so eine spannende Nachricht zu entschlüsseln. Allein wenn man nach China reist, gibt es ja ohne Sprachkenntnisse schon erhebliche Kommunikationsschwierigkeiten.

Diese Suche wird natürlich auch von der Hoffnung begleitet, dass wir dann einfach fragen könnten, wie wir unsere eigene Zerstörung verhindern. Spricht aus dieser Hoffnung nicht auch der Wunsch, nicht selbst für unser Tun verantwortlich zu sein? Jemand anders könnte uns einfach retten! Das ist natürlich eine angenehme Vorstellung.

Um Zivilisationen mit Radioteleskopen zu finden, kommen zu unserer Rechnung, wie viele lebensfreundliche Planeten es gibt, aber noch andere Faktoren hinzu. Wie oft entwickelt sich eine beliebige Form von Leben zu einer Lebensform, die ein Radioteleskop oder andere Kommunikationsstationen bauen kann? Und wie lange hält die Kommunikationsphase an? Wir verwenden Radiosignale erst circa 100 Jahre. Diese Zeitspanne ist minimal im Vergleich zu den Milliarden Jahren, die es auf der Erde schon Leben gibt. Und unsere Technologie ändert sich jedes Jahr. Wir nutzen inzwischen das Internet und andere Kanäle, statt die Informationen als Radiosignale zu senden. Das heißt, wir müssten eine andere Zivilisation von Radiobauern genau während ihrer 100 Jahre Radiotechnologie sehen, um sie aufzuspüren.

Oft wird die Radiostille da draußen auch so ausgelegt, dass sich vielleicht die meisten Zivilisationen zerstören, bevor sie sich überhaupt so weit entwickeln, dass sie Nachrichten verschicken können. Eine relativ drastische Interpretation der fehlenden Signale. Aber lange nicht die einzige. Eine andere wäre, wie erwähnt, dass ganz andere Technologien zur Kommunikation verwendet werden. Hinzu kommt, dass Radiosignale ähnlich wie Licht über kosmische Distanzen an Intensität verlieren. Deshalb könnten wir sie nur in unserer kosmischen Nähe auffangen und hoffen, dass es genau dort auch gerade eine Zivilisation von Radioteleskopbauern gibt, die uns Nachrichten schicken wollen.

Das heißt, wir sollten besser erst einmal selbst auf unseren Planeten aufpassen. Wenn uns jemand später noch einen guten Rat gibt, umso besser. Es käme auch darauf an, wie weit der Exoplanet weg ist und wie oft wir Antworten auf unsere Nachrichten bekommen könnten. Wenn der Exoplanet 100 Lichtjahre entfernt wäre, müssten wir mindestens 200 Jahre auf eine Antwort warten. Das heißt, die Frage sollte gut formuliert sein. Wäre schade, wenn die Antwort Wie bitte? lautet.

Wo sind denn alle?

Wenn es Milliarden von Welten da draußen gibt und darunter viele Erden, warum gibt es dann keine Außerirdischen, die uns besuchen? Diese Frage hat vor rund 60 Jahren den berühmten italienisch-amerikanischen Physiker Enrico Fermi beschäftigt. Und Fermi war bestimmt nicht der Erste, der sie gestellt hat. Es wird oft so dargestellt, als hätte Fermi gesagt, weil niemand uns besucht, kann es keine Außerirdischen geben. Aber der Kontext war ein anderer: Fermi unterhielt sich mit seinen Kollegen, nachdem sie sich über die Distanzen im Universum Gedanken gemacht hatten.

Die Distanzen zwischen den Sternen sind riesig. Wenn wir uns auf die Reise machen würden, wie schnell könnten wir unser Universum mit Raumschiffen erkunden? Selbst Licht mit seinen 1.000.000.000 Stundenkilometern braucht mehr als vier Jahre von der Sonne zum nächsten Stern. Nehmen wir einmal an, wir können in der Zukunft mit zehn Prozent der Lichtgeschwindigkeit fliegen. Grob gerechnet bräuchten wir dann bis zum nächstliegenden Stern schon über 40 Jahre. Das ist fast ein halbes Menschenleben. Wenn der nächste lebensfreundliche Planet jetzt nicht um den nächsten Stern kreist, sondern um den danach oder den danach, dann werden die Distanzen und die Zeit, die wir für die Reise bräuchten, immer länger und länger. Das erklärte für Fermi, warum es keine Außerirdischen auf der Erde gibt. Die Reisezeiten sind zu lang. Interpretiert wurde es danach aber so, als hätte er gesagt, es gäbe sie deshalb überhaupt nicht. Das hat sich als Fermi-Paradox in der Literatur eingebürgert, obwohl er laut Augenzeugen nicht viel dafür kann.

Gehen wir davon aus, dass es viele spannende Welten zu entdecken gibt. Wir, die Menschheit, machen gerade unsere ersten Schritte in den Weltraum. Es gibt unsere Fußabdrücke auf dem Mond, aber wir haben es noch nicht einmal selbst zum Mars, unserem Nachbarplaneten, geschafft. Das heißt, unser Planet ist als Reiseziel wahrscheinlich wirklich – noch – nicht besonders interessant.

Aber wenn wir es schaffen, uns nicht durch sinnlose Kriege oder den Klimawandel selbst zu zerstören, dann haben wir die Chance, in der Zukunft interessant zu werden – vielleicht sogar als Ziel für andere mögliche Zivilisationen.

Raumschiffe: Voyager 1 und Enterprise

Mir wäre natürlich am liebsten, wir könnten zu jedem entdeckten Exoplaneten fliegen und ihn aus der Nähe erkunden. Mit dem Raumschiff Enterprise aus der gleichnamigen Serie ginge das sogar. Leider haben wir das nicht.

Unser am weitesten gereistes Raumschiff ist Voyager 1. Die zwei Sonden Voyager 1 und Voyager 2 haben als die einzigen von Menschen gefertigten Objekte das schützende Magnetfeld unserer Sonne verlassen und damit die Heliosphäre durchbrochen. Aber sie haben unser Sonnensystem noch nicht verlassen, die Schwerkraft der Sonne hält sie noch immer in ihrem Bann. Obwohl sie mit über 50.000 km/h durch das Weltall fliegen, bräuchten sie trotzdem noch Tausende von Jahren, um einem unserer Nachbarsterne nahezukommen. Das heißt, um andere Planeten zu erkunden, brauchen wir eine andere Taktik, als Sonden hinzuschicken. Und weil es nicht möglich ist, selbst hinzufliegen, können Astronomen heute mithilfe der größten Teleskope mehr und mehr Licht von Sternen und ihren Exoplaneten einfangen und so über kosmische Distanzen hinweg neue Welten erkunden.

Das Licht eines Planeten enthält viele Informationen. Planeten wie unsere Erde reflektieren einen Teil des einfallenden Sternenlichts. Die Reflexion ist sozusagen ein Fingerabdruck des Planeten. Dieser Licht-Fingerabdruck zeigt auch, ob es dort Leben geben kann. Wie das im Detail funktioniert, werden wir uns später noch genauer ansehen. Astronomen beobachten und entschlüsseln solche Licht-Fingerabdrücke schon jetzt für große Exoplaneten – Heiße Jupiter, Mini-Neptune und Eisgiganten.

Größere Teleskope können mehr Licht einfangen und darum auch lichtschwächere, kleinere Planeten erforschen. Das James Webb Weltraumteleskop (JWST) ermöglicht so die ersten Erkundungen von Felsplaneten, und das ELT (Extremely Large Telescope) mit fast 40 Meter Durchmesser wird ab 2027 von Chile aus die Erforschung des Weltalls weiter vorantreiben.

Bei der Suche nach Leben im Weltall konzentrieren sich Astronomen auf Felsplaneten wie die Erde. Planeten sind aber nicht die einzigen Himmelskörper, die möglicherweise Leben beherbergen können. Auch Monde könnten Bedingungen für Leben zulassen, doch die sind noch schwerer aufzuspüren. Bis jetzt haben Astronomen noch keine Exomonde gefunden. Aber unter den Tausenden von Exoplaneten sind schon einige faszinierende Felsplaneten.

Die Sonne am Himmel eines Exoplaneten ist eine der wichtigsten Einflüsse, sie bestimmt, wie viel Energie der Planet abbekommt, ob das Gestein auf der Oberfläche schmilzt oder ob alles Wasser gefriert. Und Sterne und Planeten ändern sich auch mit dem Alter. Unser Blick auf ältere Exoplaneten, ähnlich der Erde, wäre auch ein erster Blick in unsere mögliche Zukunft.

Zurück in die Zukunft

Unsere Sonne wurde, wie jeder andere Stern auch, aus einer Gaswolke geboren. Sie wird am Ende ihres Lebens ihre Hülle abstoßen – als wunderschöner Planetarischer Nebel – und dann auskühlen. Wir wissen das, weil Astronomen viele Sterne, also andere Sonnen, in den verschiedensten Altersstufen beobachtet haben. Aus diesen Beobachtungen kann man schlussfolgern, wie es unserer Sonne ergangen ist und wie ihre Zukunft aussehen wird. Wir können somit die gesamte Lebensgeschichte der Sonne nachvollziehen, obwohl wir nur einen winzigen Bruchteil des Lebens der Sonne miterleben. So bauen wir das Puzzle der Entwicklung unserer Sonne und anderer Sterne zusammen.

Aber die Forschung funktioniert auch im Umkehrschluss. Die Suche nach und die Erforschung von Exoplaneten generell lässt Astronomen nicht nur nach Leben im All suchen, sondern sie lehrt uns auch, unseren eigenen Planeten, die Erde, besser zu verstehen. Andere Exoplaneten sind jünger oder älter als die Erde, weil sie um jüngere oder ältere Sterne kreisen. Wenn es erdähnliche Exoplaneten darunter gibt, könnten sie uns – wie bei der Lebensgeschichte unserer Sonne – Einblicke in die Lebensgeschichte der Erde geben.