Venus, Erde und Mars haben es schön warm. Sie umkreisen die Sonne genau im richtigen Abstand und liegen damit in der bewohnbaren, der habitablen Zone. Um unseren Platz im Universum zu verstehen, sei die entscheidende Frage, ob Leben die Regel oder die Ausnahme sei, sagt Bob Pappalardo, Chef-Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der US-Raumfahrtbehörde Nasa in Pasadena, Kalifornien. Und so vermuten Exobiologen mittlerweile Leben in den zugefrorenen Ozeanen des Jupiter-Mondes Europa - und das ohne Zutun der Sonne. Warum dann nicht die Grenze der Lebensfreundlichkeit in unserem Sonnensystem noch weiter hinausschieben? Chris McKay vom Nasa-Ames Research Center in Mountain View, Kalifornien.
"Die gängige Theorie in der Wissenschaftsgemeinschaft ist, dass das Leben als Resultat chemischer Reaktionen entstanden ist, an denen heißes Wasser, Schwefel und Wasserstoff beteiligt waren. In den Ozeanen unter dem Eis wäre kein Licht, es gäbe keinen Sauerstoff und es würde keine Nahrung existieren in Form von Wasserpflanzen. Auf der Erde gibt es Ökosysteme, die völlig unabhängig sind von Licht und Sauerstoff und die niemanden benötigen, der sie mit Nahrung versorgt. Ihre biologische Basis ist der Wasserstoff und der Sauerstoff des Ozeans, aus dem sie Methan und Kohlendioxid produzieren. Könnte also ein solches Ökosystem auch dort existieren? Ja, könnte es."
Jenseits der Umlaufbahn Neptuns kommen die Kleinplaneten des Kuiper-Gürtels. Pluto, Sedna und Eris sind eisbedeckte Welten, kleiner als die acht Planeten, teilweise sogar kleiner als deren Monde. Die Natur ist jedoch dort draußen im All erfinderisch und bietet zwei Möglichkeiten sonnenunabhängier Energiezufuhr, gibt Hauke Hussmann vom Institut für Planetenwissenschaft in Berlin zu bedenken.
"Das ist einerseits Gezeitenwärme. Das ist eine signifikante Wärmequelle, um nach Leben im äußeren Sonnensystem zu suchen. Und so was wäre im Prinzip im Kuiper-Gürtel denkbar, weil die Objekte zum Teil Monde haben, und dann gibt es Gezeitenwechselwirkungen. Das bewirkt Verformungen der Monde, ganz grob gesagt, und Reibungswärme."
Die vereiste Oberfläche Plutos wird durch die Anziehungskraft seines Mondes Charon geradezu durchgeknetet – eine nicht abreißende Energiezufuhr von außen, die Ozeane unter Plutos Eisschicht zum Schmelzen bringen könnte. Ein anderes Modell verzichtet sogar auf die Existenz von Monden und greift für den notwendigen Energienachschub zurück auf den inneren Aufbau der Himmelskörper.
"In unseren Modellen haben wir uns angeguckt, unter welchen Bedingungen Ozeane entstehen, und deswegen müssen wir eine gewisse Idee haben, welche Temperaturen im Innern herrschen. Und unser Ansatz war, die Wärmeproduktion im Innern zu berechnen. Die Wärmequelle ist hier radioaktiver Zerfall im Gestein. Das ist also bei allen Planeten, die Gestein enthalten - oder allen Monden - die Hauptwärmequelle."
Auch die Erde ist in ihrem Innern heiß, so wie die übrigen terrestrischen Planeten Merkur, Venus und Mars. Für die Existenz flüssiger Ozeane auf Kleinplaneten, in denen sich Leben entwickeln kann, ist die entscheidende Frage – sind sie heiß genug?
"Diese Wärmequelle setzen wir ins Gleichgewicht mit dem Wärmetransport. Dieser Wärmetransport hängt eben von der Eisschichtdicke ab. Wenn ich zum Beispiel annehmen würde, ich würde viel mehr Wärme produzieren im Innern als ich rausbringe, das würde zum Beispiel bedeuten, das Objekt würde sich aufheizen und die Eisschicht würde abschmelzen. Umgekehrt, wenn ich jetzt mehr Wärme raustransportiere als ich im Innern erzeuge, im Gestein, das würde bedeuten, das Objekt kühlt aus und der Ozean friert zu."
Die Hoffnungen der Planetenwissenschaftler richten sich auf die Mission von New Horizons. 2015 soll diese amerikanische Raumsonde Pluto erreichen und sich danach zu anderen Kleinplaneten des Kuiper-Gürtels aufmachen. Anhand dieser neuen Daten werden Planetologen dann wissen, wie wahrscheinlich Wasser am Rand unseres Sonnensystems ist.
"Die gängige Theorie in der Wissenschaftsgemeinschaft ist, dass das Leben als Resultat chemischer Reaktionen entstanden ist, an denen heißes Wasser, Schwefel und Wasserstoff beteiligt waren. In den Ozeanen unter dem Eis wäre kein Licht, es gäbe keinen Sauerstoff und es würde keine Nahrung existieren in Form von Wasserpflanzen. Auf der Erde gibt es Ökosysteme, die völlig unabhängig sind von Licht und Sauerstoff und die niemanden benötigen, der sie mit Nahrung versorgt. Ihre biologische Basis ist der Wasserstoff und der Sauerstoff des Ozeans, aus dem sie Methan und Kohlendioxid produzieren. Könnte also ein solches Ökosystem auch dort existieren? Ja, könnte es."
Jenseits der Umlaufbahn Neptuns kommen die Kleinplaneten des Kuiper-Gürtels. Pluto, Sedna und Eris sind eisbedeckte Welten, kleiner als die acht Planeten, teilweise sogar kleiner als deren Monde. Die Natur ist jedoch dort draußen im All erfinderisch und bietet zwei Möglichkeiten sonnenunabhängier Energiezufuhr, gibt Hauke Hussmann vom Institut für Planetenwissenschaft in Berlin zu bedenken.
"Das ist einerseits Gezeitenwärme. Das ist eine signifikante Wärmequelle, um nach Leben im äußeren Sonnensystem zu suchen. Und so was wäre im Prinzip im Kuiper-Gürtel denkbar, weil die Objekte zum Teil Monde haben, und dann gibt es Gezeitenwechselwirkungen. Das bewirkt Verformungen der Monde, ganz grob gesagt, und Reibungswärme."
Die vereiste Oberfläche Plutos wird durch die Anziehungskraft seines Mondes Charon geradezu durchgeknetet – eine nicht abreißende Energiezufuhr von außen, die Ozeane unter Plutos Eisschicht zum Schmelzen bringen könnte. Ein anderes Modell verzichtet sogar auf die Existenz von Monden und greift für den notwendigen Energienachschub zurück auf den inneren Aufbau der Himmelskörper.
"In unseren Modellen haben wir uns angeguckt, unter welchen Bedingungen Ozeane entstehen, und deswegen müssen wir eine gewisse Idee haben, welche Temperaturen im Innern herrschen. Und unser Ansatz war, die Wärmeproduktion im Innern zu berechnen. Die Wärmequelle ist hier radioaktiver Zerfall im Gestein. Das ist also bei allen Planeten, die Gestein enthalten - oder allen Monden - die Hauptwärmequelle."
Auch die Erde ist in ihrem Innern heiß, so wie die übrigen terrestrischen Planeten Merkur, Venus und Mars. Für die Existenz flüssiger Ozeane auf Kleinplaneten, in denen sich Leben entwickeln kann, ist die entscheidende Frage – sind sie heiß genug?
"Diese Wärmequelle setzen wir ins Gleichgewicht mit dem Wärmetransport. Dieser Wärmetransport hängt eben von der Eisschichtdicke ab. Wenn ich zum Beispiel annehmen würde, ich würde viel mehr Wärme produzieren im Innern als ich rausbringe, das würde zum Beispiel bedeuten, das Objekt würde sich aufheizen und die Eisschicht würde abschmelzen. Umgekehrt, wenn ich jetzt mehr Wärme raustransportiere als ich im Innern erzeuge, im Gestein, das würde bedeuten, das Objekt kühlt aus und der Ozean friert zu."
Die Hoffnungen der Planetenwissenschaftler richten sich auf die Mission von New Horizons. 2015 soll diese amerikanische Raumsonde Pluto erreichen und sich danach zu anderen Kleinplaneten des Kuiper-Gürtels aufmachen. Anhand dieser neuen Daten werden Planetologen dann wissen, wie wahrscheinlich Wasser am Rand unseres Sonnensystems ist.