Paradox: TRAPPIST-1-Planeten könnten zu viel Wasser für Leben haben
Künstlerischer Blick ins TRAPPIST-1-System (Illu.).
Copyright: N. Bartmann/spaceengine.org/ESO
Tucscon (USA) – Der gerade einmal rund 40 Lichtjahre von der Erde entfernte rote Zwergstern TRAPPIST-1 wird von insgesamt sieben mehr oder weniger erdgroßen Planeten umkreist. Einige davon umkreisen den Stern sogar innerhalb dessen lebensfreundlicher Zone und Wasser gibt es dort offenbar im Überfluss. Eine neue Studie gibt nun allerdings zu bedenken, dass die TRAPPIST-1-Planeten sogar soviel Wasser besitzen könnten, dass Leben auf diesen Welten eher unwahrscheinlich ist. Was zunächst paradox klingt, hat tatsächlich gute Gründe.
Wie das Team um Cayman Unterborn von der School of Earth and Space Exploration an der Arizona State University aktuell im Fachjournal „Nature Astronomy“ (DOI: 10.1038/s41550-018-0411-6) berichtet, zeigen Schätzungen, dass der wasserreichste der TRAPPIST-1-Planeten bis zu 1.000 mal mehr Wasser haben könnte als die Erde.
Was zunächst vielleicht hoffnungsvoll klingt, könnte sich in Wirklichkeit aber negativ auf die Entstehung und vor allem die Entwicklung von Leben auf den wasserreichen TRAPPIST-1-Planeten ausgewirkt haben: „Zu viel Wasser kann auch ganz schlecht sein“, so Cayman gegenüber Space.com und führt dazu weitre aus: „Die TRAPPIST-1-Planeten sind ganz sicher interessant, aber vielleicht nicht für das Leben?“
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In ihren Modellberechnungen kommen die Forscher zu Feuchtigkeitsgradienten für das TRAPPIST-1-System von 10 Prozent Wasseranteil an der Gesamtmasse des Planeten für die inneren Planeten (TRAPPIST-1 b und c), 50 Prozent angesichts der folgenden Planeten „f“ und „g“ und dazwischen gelagerte Mittelwerte für „d“ und „e“. Im Vergleich dazu beträgt der Wasseranteil unserer Erde gerade einmal 0,2 Prozent ihrer Gesamtmasse.
Demnach handelt es sich bei den TRAPPIST-1-Planeten also sehr wahrscheinlich um reine Wasserwelten, also um Planeten, deren Oberfläche vollständig mit Wasser bedeckt ist, dessen Fläche auch nirgends von Landmassen unterbrochen wird. „Sollte das tatsächlich so sein, so wären die Chancen, auf diesen Planeten Leben zu finden, nicht gerade hoch“, befürchtet Unterborn. „Ohne freiliegendes Land, wären Schlüsselkomponenten des Lebens wie geochemische Kreisläufe – etwa durch das Auswaschen von Kohlenstoff und Phosphor in die bzw. den Ozean aufgrund kontinentaler Verwitterung, massiv limitiert, wenn überhaupt vorhanden. Das wiederum würde eine lebensfördernde Biosphäre – ähnlich wie wir sie zumindest von der Erde kennen – stark einschränken, wenn nicht sogar unmöglich machen.“
Auf diese Weise könnten diese Planeten dann zwar der klassischen Definition für lebensfreundliche Planeten aufgrund der Anwesenheit flüssigen Wassers genügen und dennoch kein Leben beherbergen. Auch wäre es möglich, dass jegliche potentiellen Biomarker sich in diesem System kaum von abiotischen und rein geochemischen Quellen unterscheiden lassen, geben die Autoren der Studie zu bedenken.
Diese Infografik vergleicht das Planetensystem TRAPPIST-1 mit dem inneren Sonnensystem und den vier galileischen Monden des Planeten Jupiter.
Copyright: NASA/JPL-Caltech
Gerade die großen Wassermassen könnten also wichtige geochemische Prozesse, die hier auf der Erde zur Entstehung und Entwicklung des Lebens geführt haben, eher unterbinden als fördern. So könnte der enorme Druck der gewaltigen Ozeane Vulkanismus unterbinden, mit dem sonst Gase wie Kohlendioxid eine eventuell vorhandene Atmosphäre anreichern und erwärmen könnten. Auf diese Weise könnten die Wasserwelten dann auch verhältnismäßig schnell lebensfeindlich abkühlen.
Die Studie wirft zugleich ein neues Licht auf die Entstehung und Entwicklung des gesamten TRAPPIST-1-Systems: So liegen alle sieben Planeten noch innerhalb der sogenannten „Frostgrenze“ und damit jener Grenze, jenseits derer es in einem Planetensytem zu kalt für flüssiges Wasser wird und dieses – so einst vorhanden – unweigerlich gefriert.
Abschließend warnen die Wissenschaftler also davor, Systeme um Rote Zwerge wie jenes um TRAPPIST-1 vorschnell zu „Miniaturversionen“ unseres Sonnensystem zu erklären: „Ihre Planeten könnten unter anderen Umständen und über andere Zeiträume entstanden sein als die unsrigen“, so Unterborn.
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