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Lebensfreundliche Bedingungen auf Exomonden?
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung des Exzellenzclusters Origins
astronews.com
11. März 2026
Flüssiges Wasser gilt als Voraussetzung für Leben. Doch auch
fernab jeder Sonne könnten stabile lebensfreundliche Bedingungen existieren. Ein
Forschungsteam hat jetzt gezeigt, dass Monde freifliegender Planeten dank
dichter Atmosphären und gezeitengetriebener Wärme ihre Wasserozeane bis zu 4,3
Milliarden Jahre lang flüssig halten können - ausreichend lang für die
Entwicklung von Leben.
Darstellung eines freifliegenden Planeten und seines
Mondes.
Bild: David Dahlbüdding /
KI-generiert (ChatGPT / DALL·E) [Großansicht] |
Planetensysteme entstehen in ihrer frühen Phase oft unter instabilen
Bedingungen. Kommen sich junge Planeten zu nahe, können sie sich gegenseitig aus
ihrer Umlaufbahn schleudern. Zurück bleiben sogenannte freifliegende Planeten
(Free-Floating Planets, FFP), die ohne Stern durch die Galaxie wandern. Eine
frühere Arbeit der Physikerin Dr. Giulia Roccetti von der
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) zeigte, dass solche ausgestoßenen
Gasriesen dabei nicht zwangsläufig alle ihre Monde verlieren (astronews.com
berichtete).
Der Auswurf verändert jedoch die Umlaufbahnen der Monde. Sie werden stark
elliptisch, sodass sich ihr Abstand zum Planeten ständig verändert. Die daraus
entstehenden Gezeitenkräfte verformen den Mondkörper rhythmisch, pressen sein
Inneres zusammen und erzeugen durch Reibung Wärme. Diese sogenannte
Gezeitenheizung kann ausreichen, um auf der Oberfläche flüssige Wasserozeane zu
erhalten – selbst ohne die Energie eines Sterns und in der Kälte des
interstellaren Raums.
Ob diese Wärme an der Oberfläche erhalten bleibt, entscheidet die Atmosphäre.
Kohlendioxid wirkt auf der Erde als effektives Treibhausgas. Frühere Studien
zeigten, dass Kohlendioxid auf Exomonden lebensfreundliche Bedingungen über
Zeiträume von bis zu 1,6 Milliarden Jahren stabilisieren könnte. Unter den
extrem niedrigen Temperaturen freifliegender Systeme würde Kohlendioxid jedoch
kondensieren, sodass die Atmosphäre ihre Schutzwirkung verliert und Wärme
entweichen kann.
Das Forschungsteam aus den Bereichen Astro- und Biophysik sowie Astrochemie
untersuchte daher wasserstoffreiche Atmosphären als alternative Wärmespeicher.
Molekularer Wasserstoff ist zwar für Infrarotstrahlung weitgehend transparent.
Unter hohem Druck tritt jedoch ein entscheidender physikalischer Effekt auf: die
kollisionsinduzierte Absorption. Dabei bilden kollidierende Wasserstoffmoleküle
kurzzeitig Komplexe, die Wärmestrahlung aufnehmen und in der Atmosphäre
zurückhalten können. Gleichzeitig bleibt Wasserstoff selbst bei sehr niedrigen
Temperaturen stabil.
Die Ergebnisse liefern auch neue Hinweise auf die Entstehung von Leben. "Die
Zusammenarbeit mit dem Team von Prof. Braun hat uns geholfen zu erkennen, dass
die Wiege des Lebens nicht unbedingt eine Sonne benötigt", sagt David
Dahlbüdding, Doktorand an der LMU. "Wir haben eine klare Verbindung zwischen
diesen fernen Monden und der frühen Erde entdeckt, wo hohe
Wasserstoffkonzentrationen durch Asteroideneinschläge die Voraussetzungen für
Leben geschaffen haben könnten."
Gezeitenkräfte könnten dabei nicht nur Wärme liefern, sondern auch chemische
Entwicklungsprozesse antreiben. Durch die periodische Verformung entstehen
lokale Nass-Trocken-Zyklen, bei denen Wasser verdunstet und erneut kondensiert.
Solche Zyklen gelten als wichtiger Mechanismus für die Bildung komplexer
Moleküle und könnten entscheidende Schritte auf dem Weg zur Entstehung von Leben
ermöglichen.
Freifliegende Planeten gelten als häufig. Schätzungen zufolge könnte es in
der Milchstraße mindestens so viele dieser "nomadischen" Planeten geben wie
Sterne. Ihre Monde könnten daher langfristig stabile Lebensräume darstellen. Die
neuen Ergebnisse erweitern damit das Spektrum möglicher lebensfreundlicher
Umgebungen erheblich – und zeigen, dass Leben möglicherweise selbst in den
dunkelsten Regionen der Galaxie entstehen und bestehen kann.
Über ihre Ergebnisse berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der
Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
erschienen ist.
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