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Astronomie+Physik

Stellare Giftzwerge schlagen nach dem Leben

Ein "wilder" Roter Zwerg bläst einem Planeten die Atmosphäre weg. (Künstlerische Darstellung: NASA, ESA and D. Player (STScI))

Welche Sterne sind besonders lebensfreundlich? Junge Rote Zwerge offenbar eher nicht, geht aus einer Studie hervor: Sie verpassen den Planeten ihrer habitablen Zone offenbar regelmäßig potenziell zerstörerische Strahlenstürme, belegen Beobachtungen von heftigen Eruptionen. Für die Entwicklung von Leben sind dies schwierige Voraussetzungen: Die Strahlung kann die Atmosphäre von Planeten schädigen oder sogar wegblasen, erklären die Astronomen.

Wo könnte das Leben im All eine Heimat gefunden haben? Bei dieser Frage sind in den vergangenen Jahren zunehmend die Systeme der Roten Zwerge ins Visier der Forschung gerückt. Es handelt sich bei ihnen um die kleinsten, langlebigsten und vor allem häufigsten Sterne in unserer Galaxie: Etwa drei Viertel der Sterne der Milchstraße sind Rote Zwerge. Man geht zudem davon aus, dass viele von ihnen Planeten besitzen, von denen einige den Stern in der sogenannten habitablen Zone umkreisen – in einem Bereich, in dem die Temperaturen auf Planetenoberflächen so moderat sein können, dass dort flüssiges Wasser existieren kann. Es ist in diesem Zusammenhang bekannt, dass der sonnennächste Stern – der Roter Zwerg namens Proxima Centauri – einen Planeten in seiner habitablen Zone besitzt.

Rote Zwerge im Visier

Der Erforschung der Roten Zwerge und ihrer habitablen Zonen ist derzeit das Beobachtungsprogramm „HAZMAT“ gewidmet, das für „HAbitable Zones and M dwarf Activity across Time“ steht. Astronomen nehmen dabei mit dem Hubble-Weltraumteleskop Systeme von Roten Zwergen dreier Altersstufen ins Visier: jung, mittelalt und alt. Die Forscher um Parke Loyd von der Arizona State University berichten nun über die Erkenntnisse zu den jungen Vertretern. „Das Sammeln von Daten über junge Rote Zwerge ist besonders wichtig, weil diese Sterne in den ersten hundert Millionen Jahren nach ihrer Entstehung als besonders rabiat gelten“, so Loyd. Man nimmt an, dass sie durch Eruptionen – sogenannte Flares – häufig große Energiemengen freisetzen und damit Strahlenstürme hervorrufen, denen ihre Planetensysteme ausgesetzt sind.

Genau für diese Wildheit präsentieren die Forscher nun eindrucksvolle Belege. Im Rahmen ihrer Studie untersuchten sie die Flare-Häufigkeit von zwölf jungen – 40 Millionen Jahre alten – Roten Zwergen. Wie sie berichten, beobachteten sie in nur kurzer Zeit 18 starke Flares, von denen einer besonders heftig war. Die entsprechende Strahlungswelle muss stärker gewesen sein als jede, die von der Sonne bekannt ist. „Wir haben diesen Superflare innerhalb nur eines Tage festgestellt. Das legt nahe, dass entsprechende Eruptionen täglich oder sogar ein paar Mal am Tag bei jungen Roten Zwergen vorkommen“, sagt Loyd. „Im Fall unserer Sonne kam es im Vergleich dazu in hundert Jahren nur zu zwei Flares, deren Ausmaß dem des nun beobachteten Superflares nahekommt.“

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Schwierige Voraussetzungen für das Leben

Wie er und seine Kollegen erklären, könnten solche starken Flares die Planeten in der habitablen Zone erheblich prägen. „Vermutlich sind die meisten der potenziell bewohnbaren Planeten in unserer Galaxie zumindest in Teilen ihrer Entwicklungsgeschichte diesen Schlägen ausgesetzt. Das ist ein ernüchternder Gedanke“, so Loyd. „Dauerbelastungen durch Flares, wie wir sie beobachten konnten, haben das Potenzial, die Atmosphäre von einem Planeten zu entfernen“. Er betont allerdings, dass dies die Entwicklungsmöglichkeiten von Leben nicht völlig ausschließt. „Es könnte sich um andere Lebensformen und Lebensräume handeln, als wir sie von der Erde kennen. Außerdem könnte es auch Prozesse geben, die eine Erholung der Atmosphären ermöglichen. Es ist sicherlich eine raue Umgebung, aber ich würde zögern, Leben unter diesen Bedingungen als unmöglich zu betrachten“, resümiert der Astronom.

Wie die Lage im Fall der mittelalten und älteren Roten Zwerge zu beurteilen ist, sollen nun die zukünftigen Ergebnisse des HAZMAT-Programms beleuchten. Rote Zwerge mögen zwar vergleichsweise ungestüm sein, dafür haben sie den Forschern zufolge aber auch einen positiven Aspekt zu bieten: „Planetensysteme haben aufgrund der Langlebigkeit dieser Sterne viel mehr Möglichkeiten, sich zu entwickeln“, sagt Co-Autorin Evgenya Shkolnik. Schätzungen zufolge können sie bis zu einer Billion Jahre brennen – für die Entwicklung von Leben steht demnach eine gewaltige Zeitspanne zur Verfügung. „Es ist großartig, dass wir in einer Zeit leben, in der wir die Technologie haben, um Fragen rund um das Thema Leben im All tatsächlich nachgehen zu können, anstatt nur darüber zu philosophieren“, sagt die Wissenschaftlerin abschließend.

Quelle: Arizona State University, Astrophysical Journal

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