Die Nemesis-Hypothese

Hat unsere Sonnen einen unentdeckten Stern als Begleiter?

Die eingebettete Dokumentation über die vermeintlich “böse Schwester der Sonne” soll im Grunde eine nüchterne Aufgabe erfüllen: Eine wissenschaftliche Hypothese bringt die Periodizität von Massensterben auf der Erde in Verbindung mit Meteoriteneinschlägen. Ursache dieser Einschläge könnte danach ein Begleiter der Sonne sein, welcher diese in 26 Millionen Jahren einmal umkreisen und bei seiner Annäherung Objekte der Oortschen Wolke ins innere Sonnensystem lenke.
Leider verzichtet die Doku nicht auf das Vokabular und Gebaren der Sensationspresse, deshalb ist man versucht, sie gleich zu Beginn abzuschalten. Zu frisch ist noch das düstere und diffuse Gestammel vom Weltuntergang.
Allerdings geht es hier nicht um ein katastrophales Ereignis in naher Zukunft (auch wenn dies im u.a. Dokufilm natürlich mit anklingt) - sondern um wissenschaftliche Forschung zur fragliche Existenz eines Begleiters der Sonne.


Ausgangspunkt:
David M. Raup und J. John Sepkoski hatten 1984 die früheren Artensterben untersuchten und dabei entdeckten, dass die zeitliche Abstände zwischen Massensterben regelmäßig zwischen 26 und 33 Millionen Jahren liegen. Theoretischen Rechnungen gehen meist von einer Periode von etwa 27 Millionen Jahren aus.
In etwa demselben zeitlichen Abstand traten vermehrt Kometeneinschläge auf, sodass ein Zusammenhang zwischen diesen beiden Ereignissen als naheliegend betrachtet wurde. 

Eine Erklärung für die periodisch gehäuften Kometeneinschläge liefert ein eventueller Begleiter der Sonne, welcher in regelmäßigen Abständen die Oortsche Wolke durchquert und mit seinem Schwerefeld die dort befindlichen Kometen aus ihrer Bahn wirft. Diese Kometen bewegen sich dann in die inneren Bereiche des Sonnensystems, wo es auf Grund der vergrößerten Kometenzahl statistisch auch häufiger zu Einschlägen auf Planeten kommt. Dieser hypothetische Sonnenbegleiter wurde Nemesis genannt.

Die äußeren Objekte unseres Sonnensystems, darunter auch der Zwergplanet Sedna, bewegen sich auf Bahnen, die von dem berechneten (eigentlich ‘vorgeschriebenen’) Weg dieser Objekte z.T. deutlich abweichen. Vieles deutet darauf hin, dass die Ablenkung durch ein lichtschwaches, massereiches Objekt innerhalb unseres Sonnensystems verursacht wird. So weist der erst 2003 entdeckte transneptunische (sich außerhalb der Umlaufbahn von Neptun um die Sonne bewegende) Zwergplanet “Sedna” eine extrem elliptische Umlaufbahn um die Sonne auf.

Sedna

Mit einem geschätzten Durchmesser von 1.700 Kilometern beträgt Sednas derzeitige Entfernung zur Sonne etwa 13 Milliarden Kilometer (rund 90 AU) und umrundet die Sonne einmal in 10.500 bis 12.000 Jahren. Der Astronom Mike Brown, Sednas Entdecker, stellte fest, dass es den Zwergplaneten eigentlich nicht geben dürfte.

“Er kommt nie auch nur nahe genug an die Sonne heran, um von ihr beeinflusst zu werden, entfernt sich aber auch niemals weit genug von ihr, um in den Einflussbereich anderer Sternen zu geraten.”

Sednas ungewöhnliche Umlaufbahn und Position so weit draußen im All ließen sich wohl nur durch ein unbekanntes, mehr oder weniger ‘unsichtbares’ Objekt in unserem Sonnensystem erklären. Die unklare Ablenkung wird von Astronomen der NASA auch bei Kometen des inneren Sonnensystems bestätigt, die nahezu alle ihren Ursprung in der selben Region innerhalb der Oortschen Wolke haben. Der Schwerkrafteinfluss eines solaren Begleiters, könnte diesen Teil der Wolke stören und Kometen so ins innere Planetensystem lenken. Auch diese kaum erklärbaren Abweichungen scheinen die Hypothese zu stützen, nach der unsere Sonne einen Begleiter (“Nemesis”) hat, der sie als Stern oder Brauner Zwerg in einer Entfernung von etwa 1 – 3 Lichtjahren umlaufen soll.
Der Wikipedia-Artikel über Nemesis bezeichnet Nemesis als “hypothetischen Begleiter unserer Sonne, der als Stern oder Brauner Zwerg die Sonne in einer Entfernung von etwa einem Lichtjahr bis drei Lichtjahren umlaufen soll. Seine Existenz wird aufgrund einer Periodizität von Kometeneinschlägen und Artensterben auf der Erde vermutet”.
Postuliert wurde Nemesis unter anderem von Richard Muller. Angeregt wurde Muller  dazu von Walter Alvarez, der das Aussterben der Dinosaurier infolge eines Kometeneinschlags vermutete – denn auch die Meteoritenkrater auf der Erde weisen eventuell eine übereinstimmende Altersstufung auf. Nemesis war in der griechischen Mythologie die Göttin des gerechten Zorns und der Vergeltung.

Kleiner Stern oder Brauner Zwerg?
Seit dem Aufkommen der Nemesis-Hypothese hat man versucht, ein solches Objekt mit Hilfe der bekannten physikalischen Gesetze und existierender Beobachtungen zu kategorisieren – ohne eindeutiges Ergebnis: Nemesis wird mitunter als Brauner Zwerg oder als roter Zwergstern beschrieben und soll drei bis fünf Jupitermassen besitzen. Als roter oder brauner Zwerg wäre er wäre kleiner und auch deutlich kälter als unsere Sonne.
Falls Nemesis existiert, ist sie sehr wahrscheinlich leuchtschwach, besitzt nur eine geringe Radialgeschwindigkeit und könnte allenfalls entdeckt werden durch moderne Projekte zur kontinuierlichen Beobachtung des Sternenhimmels - wie Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System).
Vier 1,8-Meter-Teleskope, die auf Hawaii errichtet werden sollen, werden in der Lage sein, Objekte mit einer scheinbaren Helligkeit bis zur 24. Größenklasse zu beobachten. Ein Abgleich mit früheren Beobachtungen soll die Entdeckung neuer Himmelskörper ermöglichen – darunter womöglich auch Nemesis.
Parallel zu Pan-STARRS ist LSST geplant, ein ähnliches Vorhaben mit einem in Chile stationierten 8,4-Meter-Teleskop.
Handelt es sich bei Nemesis um einen Braunen Zwerg, so sollte ihre Existenz mit dem “Wide-field Infrared Survey Explorer” (WISE) bald geklärt werden. WISE soll im Auftrag der NASA nach nur im Infrarotspektrum sichtbaren Himmelsobjekten absuchen – auch nach Braunen Zwergen, von denen mehrere Tausend im Umkreis von 25 Lichtjahren um unser Sonnensystem vermuten. Ein Objekt mit der mindestens mehrfachen Masse des Jupiters in einem Umfeld von rund 25.000 AU sollte also nicht zu übersehen sein. Da erdnahe Objekte vor allem durch mehrere Positionsveränderungen bestimmt werden, kann die Frage nach Nemesis’ Existenz vermutlich erst in den kommenden Jahren endgültig beantwortet werden.-
Die Nemesis-Hypothese ist eine der Fragestellungen, die wir bei aller verständlichen Ablehnung von unausgegorenen Katastrophen-Szenarien nicht pauschal in der Kategorie ‘unbegründetes Gefasel’ ablegen sollten. Auch die Abhandlung ‘Hypothetische Planeten’ von Paul Schlyter legt nahe, dass Nemesis also nicht unbedingt als haltlose Spekulation angesehen werden muss:

“Nehmen wir einmal an, die Sonne wäre nicht allein, sondern hätte einen Zwillingsstern. Nehmen wir des weiteren an, dieser Zwillingsstern bewegt sich auf einem elliptischen Orbit, mit einem Abstand zur Sonne zwischen 90.000 AE (1,4 Lichtjahre) und 20.000 AE, mit einer Periode von 30 Millionen Jahren.
Und nehmen wir schließlich an, dieser Stern sei dunkel und letztendlich sehr fein, und daher haben wir ihn bislang nicht entdeckt. Dies würde bedeuten, daß alle 30 Millionen Jahre dieser hypothetische Zwillingsstern der Sonne die Oortsche wolke durchqueren würde [...].
Während einer solchen Passage würden die Proto-Kometen durcheinander gewirbelt werden. Einige zehntausende Jahre später würden wir hier auf der Erde einen dramatischen Anstieg der Anzahl von Kometen feststellen, die das innere Sonnensystem durchqueren. Wenn natürlich die Anzahl der Kometen ansteigt, tut dies naturgemäß auch die Wahrscheinlichkeit, daß die Erde mit dem Kern eines dieser Kometen kollidiert.”

Weil inzwischen Untersuchungen der geologischen Erdgeschichte ein zyklisches Massensterben alle 30 Millionen Jahre auf der Erde nahelegen, könnte auch ein ein Bezug zum Dinosauriersterben vor etwa 65 Millionen Jahren bestehen. Nach der o.a. Hypothese wäre also in etwa 25 Millionen Jahren mit dem nächsten Massensterben zu rechnen.

Wie konnte Nemesis bisher übersehen werden?
Es ist denkbar, dass man diesen vermuteten Begleitstern der Sonne noch nicht als solchen erkannt hat. Sterne zu entdecken ist weitaus einfacher, als deren Entfernung zur Erde zu bestimmen. Falls Nemesis wirklich existiert, dann wurde sie/er vermutlich längst von Astronomen registriert. Als Begleiter der Sonne wird Nemesis erst dann eingeordnet werden können, wenn die genaue Entfernung feststeht. 
Wie Schlyter (s.o.) erklärt, wird die Untersuchung der Nemesis-Hypothese dadurch erschwert, dass es keine sonstige Hinweise auf einen Zwillingsstern der Sonne gibt:

Es ist möglich, daß er sogar in einem der Kataloge dunkler Sterne auftaucht, ohne daß jemand etwas besonderes bemerkt hätte, namentlich die scheinbar gewaltige Bewegung, die er vor dem Hintergrund der viel entfernteren Sterne vollziehen würde (d.h. seine Parallaxe). Sollte er gefunden werden, dürften die wenigsten daran zweifeln, daß er Hauptursache des regelmäßigen Massensterbens auf der Erde ist.“

Auch auf die mythologische Seite geht Schlyter ein:

“Wenn ein Anthropologe früherer Generationen eine derartige Geschichte von seinen „Informanten“ zugetragen bekommen hätte, würde sich die vorherrschende Schulmeinung zweifelsohne Begriffen wie ,primitiv’ oder ,vorzeitlich’ bedienen. Dazu die folgende Geschichte:
         ‘Es gibt eine weitere Sonne am Himmel, ein Dämonenstern, den wir nicht sehen können. Vor langer Zeit, noch vor der Zeit unserer Vorväter, griff dieser Dämonenstern die Sonne an. Kometen fielen, und ein fürchterlicher Winter überfiel die Erde. Fast alles Leben wurde zerstört. Die Dämonensonne hat schon viele Male angegriffen. Sie wird es wieder tun.’
Daher dachten manche Wissenschaftler, diese Nemesistheorie ist ein Witz, […] hört sich nach Täuschung oder einer Fabel an. Es verdient einen zusätzliche Portion Skeptizismus, weil wir ständig in Gefahr sind, uns selbst zu betrügen.
Aber auch, wenn diese Theorie spekulativ ist, sie ist seriös und respektabel, weil der wesentliche Gegenstand überprüfbar ist: man findet den Stern und untersucht seine Eigenschaften. Dennoch, nachdem die Untersuchung des gesamten Himmels in Infrarot durch IRAS keine „Nemesis“ entdecken konnte, ist eine Existenz von „Nemesis“ nicht sehr wahrscheinlich. “

Bezeichnungen wie ‘Todesstern’ oder ‘böse Schwester’ sind in jedem Fall irreführend: Sollte ein solcher Begleiter der Sonne das Aussterben der Dinosaurier verursacht haben, dürfte er damit zugleich den Anstoß für die Evolution der Säugetiere und letztlich des Menschen gegeben haben…
Für die zyklischen Einschlagsereignisse existieren freilich auch weitere Erklärungsversuche, die keines Doppelsternes bedürfen: Astronomen um Professor William Napier am Cardiff Institute erstellten eine Simulation der Bewegung unseres Sonnensystems. Danach soll sich das Sonnensystem etwa alle 35 Millionen Jahre durch die Ebene der Milchstraße bewegen, dabei staub- und kometenreiche Regionen passieren und so das Risiko von Einschlägen auf der Erde deutlich vergrößern.

Schattenleben in der Mikrobensphäre: wie oft entstand Leben?

Ausgehend von der Frage, wie wahrscheinlich extraterrestrisches Leben im Sonnensystem wohl sein mag, bin ich auch bei der Überlegung gelandet, dass unsere Erde schließlich auch zu diesem Sonnensystem gehört (ach…).
Der Nachweis eines biologischen Determinismus (s.o.) lässt sich womöglich hier auf der Erde führen werden: Wenn Leben unter terrestrischen Bedingungen wirklich ‘automatisch’ entsteht, geschah das hier vielleicht mehrfach – völlig unabhängig voneinander.

Bisher hat der Stammbaum aller Arten eine gemeinsame Wurzeln – wir kennen eine ‘Grundform’ des Lebens, sie basiert auf dem in der DNS fixierten genetischen Code und verwendet ein einheitliches System zum universellen Energietransfer.
Doch falls Leben mehrmals entstand, gäbe es mehrere Stammbäume.
Spektrum der Wissenschaft befasste sich im April 2008 (vollständiger Artikel als PDF) mit den Thesen von Paul Davies. 

Kein Planet ist schließlich erdähnlicher als die Erde selbst.

Unter ‘Aliens’ versteht Davies also alle fremdartige Lebensformen unabhängig von ihrer Herkunft – d.h. Organismen, die sich von allem Bekannten grundlegend unterscheiden. Kann man dann aber noch von Leben sprechen?
Eine allgemein anerkannte Definition von Leben ist nicht unproblematisch (was ist z.B. mit Viren? Mein Bio-Lehrer vertrat damals die Auffassung, dass Viren ‘gelebt werden’). Einigkeit besteht darin, dass zwei Kriterien unabdingbar sind: Stoffwechsel und Fortpflanzung. Hinzu kommt eine selbstständige Lebensfähigkeit.

‘"Braucht das Leben wirklich Proteine?", lautete eine von Benners¹⁾ provokanten Fragen. Es gebe Hinweise, dass Urzeit-Mikroben nur mit Hilfe von Ribonukleinsäure (RNA) und ohne Proteine ausgekommen seien. Auch die Suche nach Leben auf dem Mars könnte laut Benner bisher an solchen Definitionsfragen gescheitert sein.’ (aus ‘Forscher suchen Überlebende kosmischer Crashs’, SPIIEGEL online, Feb. 2009)
Als 1976 die Mars-Sonde "Viking"-Sonde nach Leben suchte, hatte man sich lediglich auf Leben auf Basis von Kohlenstoffbasis konzentriert – durch derartige Begrenzungen nimmt die Forschung eventuell einen zu selektiven Standpunkt ein.

Es bestehe die Gefahr eines "Kohlenstoff-Chauvinismus".
In jedem Fall müssten auch die Exoten – vermutlich wären sie mikroskopisch klein – sich ernähren (mit Energie versorgen) und Nachkommen erzeugen. Mögliche Indikatoren für solche ‘Aliens’:

• Gesteinsmodifikationen oder mineralische Ablagerungen, die sich nicht auf bekannte Organismen zurückführen lassen.
• Uralte Mikrofossilien könnten zudem ungewöhnliche organische Moleküle enthalten, wie sie vertraute Lebensformen nie herstellen.
• Chiralität: Alle bekannten Organismen haben linksdrehende Aminosäuren und eine rechtsdrehende DNA-Doppelhelix. Das könnte bei alternativen Formen, eine eigenständigen Evolution durchlaufen haben, umgekehrt sein.
• Extrem anders wäre fremdes Leben, wenn Silizium statt Kohlenstoff als Grundbaustein verwenden würde. Auch Silizium-Atome können sich zu Ringen und langen Ketten zusammenzuschließen, die als Grundgerüste für Biomoleküle taugen (vgl. Isomerie). Ein gemeinsamer Ursprung silizium- und kohlenstoff basierter Organismen erscheint aus heutiger Sicht ausgeschlossen.
• Auch die aufblühende Forschung über künstliches Leben kann Hinweise auf mögliche Eigenschaften fremder  Lebensformen liefern.Aliens Anregungen bieten

Existiert bis heute eine eine ‘Schattenbiosphäre’?
Der Begriff der Schattenbiosphäre bezieht sich auf die These, dass alternative Lebensformen bis heute im Verborgenen überlebt haben. So abwegig, wie es auf den ersten Blick scheinen mag, ist dies nicht: Dass die Exoten  bis heute unentdeckt geblieben sein könnten, hängt mit dem Umstand zusammen, dass die meisten Organismen auf der Erde Mikroben sind – also für das menschliche Auge nicht sichtbar.
Selbst mikroskopische Untersuchungen verraten nur wenige spezielle Eigenheiten der Winzlinge.
Um zweifelsfrei zu ermitteln, ob ein Organismus zu ‘unserem’ Stammbaum, muss dessen Erbgut untersucht und wenigstens zum Teil sequenziert werden.

Bei der DNA-Sequenzierung wird die Nukleotid-Abfolge in einem DNS-Molekül bestimmt. Von 1995 bis 2010 wurde das Genom von gut 1000 verschiedenen Organismen analysiert werden…damit wird die Dimension der Aufgabenstellung etwas klarer…

Bislang war noch kein Organismus fremden Ursprungs dabei (bezogen auf die o.a. biochemischen Hauptmerkmale aller bekannten Lebensformen). Allerdings sind die bis heute entwickelten Methoden und Instrumente zur Analyse neu entdeckter Organismen
darauf ausgelegt, ‘herkömmliches’ Leben zu erkennen und zu untersuchen. Für eine fremdartige Biochemie sind sie potenziell ungeeignet.
Sind Mikroben vorstellbar, deren Erbinformation nicht durch die ATCG-basierten Nukleinsäuren DNS/RNS codiert sind?

Das Red Rain –Phänomen, der “Rote Regen von Kerala” (2001 und im Juli 2012, siehe hier in deutscher Sprache gefunden, von grenzwissenschaftlichen Themenseiten abgesehen) soll zwar im Zusammenhang mit unerkannten Molekularkompositionen, die keine DNS enthalten, stehen. Auch CNN berichtete kurz darüber: Mysterious red cells might be aliens

"If it's true that life was introduced by comets four billion years ago," the astronomer says, "one would expect that microorganisms are still injected into our environment from time to time. This could be one of those events."Doch aus dem wenigen, was als seriös bezeichnete Quellen darüber geschrieben haben, tippe ich einstweilen auf ein biologisches Abfallprodukt.

 Untersucht werden Ökosysteme, die vom Rest der Biosphäre weit gehend isoliert erscheinen – dort lassen sich Mikroben aufspüren, die ohne Licht, Sauerstoff und organische Produkte anderer Organismen überleben. Nun verändert man die Lebensbedingungen so, dass irdische Organismen sie nicht mehr aushalten. Sollte anschließend noch biologische Aktivität nachzuweisen sein, könnte dies ein Hinweis auf fremdes Leben sein.
Dass Einzeller extreme Lebensbedingungen bevorzugen, ist alleine noch kein solcher Hinweis. Denn auch diese Extremophilen haben dieselbe Biochemie.

"Allein eine fremde Biochemie würde uns die andere Lebensform verraten."

Nicht wenige Wissenschaftler vertreten die Ansicht, das Leben habe mehrmals begonnen und wurde durch Meteoriteneinschläge immer wieder ausgelöscht. Doch ist ebenso denkbar, das einige dieser Meteoriten erst das Leben mitbrachten – in Gestalt eingefrorener Einzeller, die sich auf der Erde vermehrten und im Laufe der Zeit weiter entwickelten.
Die Entdeckung solcher Mikroben (aus jeder der beiden Entstehungsvarianten) würde “auf einen Schlag die Frage beantworten, ob wir allein im All sind", sagt Paul Davies, "Wir hätten damit praktisch bewiesen, dass es im All von Leben wimmeln muss."

Zwei grundverschiedene Ansätze…
…konkurrieren darum, wie der Beginn von Leben erfolgt.

• Der einen Theorie zufolge vermag Leben mit einer plötzlichen Transformation einzusetzen – “vergleichbar mit einer einem physikalischen Phasenübergang”. Der Auslöser bestehe darin, dass in einem System die chemische Komplexität eine bestimmte Schwelle übersteigt.
  Das System muss keineswegs um eine einzelne Zelle handeln: ein primitives Leben mag einst aus einer Zellgemeinschaft erwachsen sein, die Stoffe und Informationen austauschte. Autonomie
  gewannen entstand erst später.

• Nach der zweiten Theorie verläuft der Übergang von reiner Chemie zur Biologie allmählich und so kontinuierlich, dass keine scharfe Grenze zwischen Leben und unbelebter Chemie gezogen werden kann. Damit hätte es auch keinen speziellen Moment als Anfang des Lebens gegeben.

Und damit landen wir erneut bei der Definitionsproblematik: Ist es zweckmäßig, wenn dem Phänomen Leben mindestens eine exklusive Eigenschaft zugesprochen wird? Im Interesse einer klaren Abgrenzung von rein chemischen Vorgängen jedweder Komplexität ließe sich z.B. festlegen, dass Leben bestimmte Arten von Information speichert und verarbeitet.

“Definiert man Leben aber eher vage über so etwas wie organisierte Komplexität, dann verlieren sich die Wurzeln leicht in der Sphäre reiner komplexer Chemie.” Paul Davies

Letztlich dreht sich alles um die Ausgangsfrage: War die Entstehung von Leben auf der Erde ein einzigartiger, kaum wiederholbarer Zufall²⁾ ? Oder entsteht Leben zwangsläufig, sobald eine lebensfreundliche Umgebung zur Verfügung steht?
Die schnellste Antwort auf diese Frage könnten Versuche liefern, synthetisches Leben im Labor zu erschaffen.

"Dann", meint Davies³⁾ , "wissen wir, ob man nur die richtigen Zutaten zusammenrühren muss, damit Leben entsteht".

Siehe auch:

• Chemische Evolution – kurzer Überblick und Literaturangaben v. Christian Neukirchen
• ‘Mikrobiologie’ aus der Reihe ‘Taschenlehrbuch Biologie’ , Katharina Munk (sehr detailliert und ohne Vorkenntnisse nicht durchgängig auf Anhieb zu verstehen)

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Anmerkungen

1)Steven Benner von der Foundation for Applied and Molecular Evolution
2)Als Argument gegen jede Zufallsthese reicht m.E. schon eine Grafik aus, die sozusagen als Rückgriff auf die Vielzahl der Einzelschritte einer chemischen Evolution auf Kohlenstoffbasis visualisiert:

Entstehung und Funktion von Biomolekülen (Quelle: Wikipedia)

3) Zentrale Überlegungen wurden, soweit keine abweichende Quellenangabe existiert, dem Artikel “Aliens auf der Erde?” von Paul Davies entnommen, erschienen in der SdW-Ausgabe 04/2008.
Der Artikel kann kostenfrei als PDF abgerufen werden.

Extraterrestrisches Leben im Sonnensystem “immer wahrscheinlicher”

Zu meiner Schulzeit, also in den 70er und 80er Jahren des letzten Jahrhunderts, waren sich alle ‘Exporten’ ganz sicher: In unserem Sonnensystem gibt es Leben, klar. Und zwar auf der Erde und sonst wonirgends.

Damals glaubten die meisten der Biologen, das Leben hätte seine Existenz einem chemischen Zufall zu verdanken – dieser sei jedoch von so geringer Wahrscheinlichkeit, dass es sich im gesamten Universum nicht wiederholt haben dürfte.

Spätestens um die Jahrtausendwende setzte dann ein weitreichendes Umdenken ein – vor knapp 15 zehn Jahren bezeichnete der Biochemiker und Nobelpreisträger Christian de Duve Leben eine “kosmische Zwangsläufigkeit” und der Chemiker Robert Shapiro spricht sogar von einem biologischen Determinismus!

• Harald Zaun nannte im Oktober 2002 auf Heise.de gleich mehrere Kandidaten, für die einzelne US-Forscher Umweltbedingungen vermuteten, welche die Entstehung von Organismen begünstigen können.

Auf dem Mars, auf dem Saturnmond Titan, in der Atmosphäre der Venus sowie auf dem Jupitermond Europa hielten Astrobiologen es nicht mehr für ausgeschlossen, dass primitive Lebensformen eine extraterrestrische Nische gefunden hatten. So verglich Richard Greenberg von der University of Arizona in Tucson das Europa-Eismeer mit dem irdischen Arktischen Ozean und vermutete darin Organismen.

• Sogar der als ‘Alien-Skeptiker’ bekannte TV-Professor und Kosmologe Prof. Harald Lesch kommt angesichts der zwischenzeitlichen Entdeckung von mehr als 500 Exoplaneten zu einer Neubewertung:

"Ja, es gibt sie, und wir werden sie finden. Dass es im All Leben gibt, dafür sind wir Menschen das allerbeste Beispiel, denn unser Planet ist ein Teil des Universums."

“Grenzenloser Optimismus und bizarre Theorien”

Plötzlich galt es nicht mehr als Spinnerei, von mikrobiotischem Leben auf anderen Planeten und Trabanten des Sonnensystems zu sprechen. Allerdings machten solche Vermutungen nicht an rationalen Grenzen halt: auch über intelligentes Leben auf Mars, Europa und Co. wurde laut nachgedacht. Andere rechneten ein wenig und kamen auf mögliche “30 Milliarden Erden in unserer Milchstraße”.

Als die beiden Astronomen Tegler und Romanishin 1998 feststellten im Kuiper-Gürtel  zwei sehr unterschiedliche Typen von Asteroiden nachwiesen und zeigten, dass eine Klasse davon extrem rötlich gefärbt ist, wurde bald die These laut, diese Färbung sei eine Folge von biologischer Aktivität.

Ähnlich argumentiert der Astro-Geophysiker Brad Dalton in Bezug auf rötliche Risse auf der Oberfläche des Jupitermonds Europas Kruste - ‘gefrorene Bakterienkolonien’,vermutet er.

Vor einem Jahr (2011) kam eine neue Nasa-Studie zu der Einschätzung, dass unterirdisches Leben auf dem Mars nicht auszuschließen sei: Lebensformen auf dem Mars könnte bis in bestimmten Schichten unter der Oberfläche bis heute überlebt haben. Dies ergibt sich aus der Analyse von Bildern von Marssonden.
(Vgl. Rinnsale im roten Sand, SPIEGEL online,2011)

Und nun (2012) entdeckt der Marsrover „Curiosity“ hat ein ausgetrocknetes Flussbett und vom Wasser geformte Kiesel gefunden:

 

Auch gemessene Wetterdaten – durchschnittlich bis zu sechs Grad Celsius am frühen Nachmittag zur Mars-Zeit sind interessant – der Mars-Winter ist offenbar viel wärmer als bisher angenommen wurde.

Vorläufiges Fazit der NASA: Der Rote Planet könnte einst bewohnbar gewesen sein.

 

Extraterrestrisches Leben im Sonnensystem
(BBC exklusiv, 28 min)

 

Zu hohe Erwartungen?

“Wo Wasser ist, da ist auch Leben”, behauptet nicht nur Uri Geller, sondern auch mancher Enthusiast in Sachen Exobiologie. Ich halte diese Annahme in dieser absoluten Form für nicht zu treffend, denn Leben nach unseren Vorstellungen braucht bestimmte anorganische Basismoleküle, die neben mehr als Sauerstoff und Wasserstoff, vor allem aber weitaus komplexere Molekülstrukturen als H₂O. Allerdings ist Leben ohne das Vorhandensein von Wasser nur schwer vorstellbar.

Und an welche Lebensformen denken jene Forscher, wenn sie Leben auf dem Mars als ‘nicht auszuschließen’  bis ‘relativ wahrscheinlich’ bezeichnen?

Jedenfalls keine mehrzelligen Lebewesen, soweit ist man sich noch einig. Es wäre schon eine Sensation, auf dem Mars oder einem der anderen Kandidaten auch nur Mikrosphären oder Protein-Protozellen vorzufinden. Das sind kleine, kugelförmige Molekülaggregate, die als bedeutender Entwicklungsschritt während der Entwicklung des Lebens gelten.

Schon dafür müsste eine chemische Evolution stattgefunden haben wie vermutlich vor etwa 4,2 bis 3,8 Milliarden Jahren auf der Erde. Die “Entstehung sich selbst replizierender und variierender chemischer Informations-Systeme” setzt wiederum voraus, dass die günstigen Bedingungen, die vielleicht mal auf dem Mars existiert haben, lange genug anhielten.

Spontan entstehen lediglich einfache Biomoleküle, die dann Vorstufen komplexerer Biomoleküle bilden könnten (vgl. Miller-Urey-Experiment, 1953). Schon dafür muss weit mehr vorhanden sein als ‘nur’ Wasser: Temperatur, Atmosphäre, Strahlung (UV-Licht) usw.

Sidney W. Fox zeigte 1957, dass Aminosäuren bei gleichzeitiger Erwärmung dazu gebracht werden konnten, sich miteinander zu sog. Polypeptiden zu verbinden. Diese formten kugelförmige Hohlkörper und durch Selbstaggregation bildeten sich durch membranartige Hüllen und es entstanden Mikrosphären. Diese bilden unter geeigneten Bedingungen neue Mikrosphären auf ihrer Oberfläche. Obwohl sie in ihrem Erscheinungsbild Zellen ähneln, handelt es sich nicht um lebende Systeme: sie können sich nicht exakt reproduzieren und enthalten kein genetisches Material, dass sie an ihre ‘Nachkommen’ weitergeben könnten.

Entscheidend für die Entwicklung des Lebens waren sie vermutlich insofern, als sie ein membranumschlossenes Volumen zur Verfügung stellten, das sich in Vorformen einer Zelle entwickeln konnte.

Allein für diese Anfangsetappen, die keineswegs schon einfachste Lebensformen hervorbrachten, müssen also weitaus mehr Voraussetzungen zusammen kommen als fließendes Wasser und eine rudimentäre Atmosphäre.
Ob diese Bedingungen bzw. welche von ihnen jemals auf dem Mars gegeben waren, ist bis heute nicht erforscht.

Von daher erscheinen Aussagen, die Leben auf dem Mars mit Blick auf früheres / heutiges Wasservorkommen als “wahrscheinlich” bezeichnen, sehr gewagt. Vielmehr kam es hier vorerst zu einem Rückschlag: Nachgewiesene Methan auf dem Mars stammt nicht von marsianischen Bakterien – sondern zu einem großen Teil von Meteoriten.

Von exotischen Schwefelbakterien in Höhlen auf der Erde nun zu schließen, auch dort wäre Leben in kürzlich entdeckten Höhlen auf dem Mars möglich”, ist irreführend, gelinde gesagt. Die Frage lautet schließlich nicht, ob Mikroben dort überleben könnten, sondern ob sie dort entstanden ein können – das ist bei weitem nicht dasselbe. Auch die Ergebnisse aus der Erforschung sog. Schwarzer Raucher¹⁾ und Weißer Raucher deuten nicht darauf hin, dass sich Leben auf der Erde mehrmals unabhängig voneinander entstanden ist^2).

Alle bekannten Lebewesen nutzen gleichen genetischen Code zur Informations-weitergabe und auch dasselbe System universellen Energieaustauschs (ATP/ADP). Dies ist als Beleg dafür zu werten, dass alles heutige Leben auf gemeinsame Vorfahren zurückgeht. Zwar könnte Leben auch mehrfach entstanden sein, aber in diesem Fall hätte nur eine Linie bis heute überlebt).

Schwarzer Raucher im Atlantik

Von ernstzunehmenden Wissenschaftlern der rote Planet auch nicht zu den aussichtsreichsten Kandidaten für extraterrestrisches Leben in unserem Sonnensystem gezählt, sondern vor allem die Monde von Jupiter und Saturn. Die lebensfreundlichsten Bedingungen im Sonnensystem außerhalb der Erde scheint nach derzeitigem Kenntnisstand der nur 500 km große Saturnmond Enceladus zu bieten:

 

Möglichkeiten für Leben auf Enceladus

• Zumindest in der Südpolregion von Enceladus wird die Existenz von flüssigem Wasser vermutet:

 “Es könnte sich in Kammern befinden, die möglicherweise nur einige Meter unter der Oberfläche liegen und bräche dann ähnlich einem Geysir an die Oberfläche aus. Die geysirartigen Fontänen in der Südpolarregion waren bis in eine Höhe von 500 Kilometern zu beobachten.”

• Messergebnisse der Raumsonde Cassini bei ihrem Vorbeiflug vom 12. März 2008 in nur 52 km Entfernung zeigten eine viel höhere Dichte von flüchtigen Gasen wie Wasserdampf, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid als bislang angenommen. Aber auch organische Materialien waren etwa 20-mal häufiger als erwartet. Die unerwartete chemische Zusammensetzung der ausgestoßenen Partikel ähnelt der eines Kometen.
• Im Gegensatz zu einem Kometen wird Enceladus aber durch vulkanische Aktivität von innen erwärmt.

Enceladus besitzt somit Eigenwärme, Wasser und organische Moleküle, einige der wesentlichen Voraussetzungen für die Entwicklung von Leben.

 

‘Aliens auf der Erde’?

Keine Sorge, es geht jetzt nicht um bizarre Reptiloide, die die Menschheit insgeheim beherrschen…
Sondern um die bereits kurz angesprochene Überlegung, dass auch auf unserem Planeten das Leben mehrmals entstanden sein könnte.

Spektrum der Wissenschaft befasste sich im April 2008 (vollständiger Artikel als PDF) mit den Thesen von Paul Davies andere Forscher suchen nach Mikroorganismen, die sich grundlegend von der uns bekannten Lebensform unterscheiden.

To be continued

 

Siehe auch:

• "UFOs are real. Sie kommen von fremden Sternen." – nette Retro-Dokumentation aus dem Jahr 1979
• Ökosystem-Erde.de:
  • Die Entstehung des Lebens
  • Die Entfaltung des Lebens auf der Erde
• Search for Extraterrestrial Intelligence -(SETI)

 

Anmerkungen

1) Rätselhaft sind die Biotope um Felder hydrothermaler Tiefseequellen, weil diese nur ca. 20 Jahre aktiv sind. Dann verstopfen die Röhren, die Quellen versiegen und die Fauna stirbt auch in der nun für sie lebensfeindlich gewordenen Umgebung. Wie das Leben an neue Felder hydrothermaler Quellen kommt, ist bisher nicht erforscht.

Es gibt derzeit zwei verschiedene Theorien, die allerdings beide noch nicht hinreichend bewiesen sind:

1. Die Tiere geben ihre Eier in das Umgebungswasser ab, durch das sie dann über weite Strecken durch Meeresströmungen weiter getrieben werden. Sobald ein Ei eine hydrothermale Quelle mit optimalen Lebensbedingungen erreicht, wächst daraus eine Larve.
2. Die erwachsenen Tiere sind in der Lage, von Quelle zu Quelle zu „springen“. Wal-Kadaver könnten als „Trittsteinbiotope“ von einem Schwarzen Raucher zum nächsten fungieren. Wie dieser Vorgang genau vonstattengeht, darüber sind sich die Forscher nicht einig. Es wurden auch noch keine beweglichen Stadien gefunden.

2) Dennoch gehen Wissenschaftler wie z.B. Paul Davies der Frage nach, ob auf der Erde das Leben mehrmals entstanden ist. Sie suchen nach Mikroorganismen, die sich grundlegend von der uns bekannten Lebensform unterscheiden...

Sonnenstürme und mögliche Auswirkungen

Jetzt mal Klartext

Dieser Blog soll definitiv keine Form von Panikmache unterstützen, ebenso lehne ich das Gerede von einem zeitlich vorhersehbaren Untergang unserer Zivilisation ab. Für das nun angebrochene Jahr 2012 werden die unterschiedlichsten "Theorien" möglicher Endzeitszenarien aufgestellt - von den Leuten, die entweder selbst an einen unmittelbar bevorstehenden Weltuntergang glauben oder ihren persönlichen Nutzen aus ein wenig Trittbrettfahrerei ziehen wollen.  
Den Kopf in den Sand stecken und sich einzureden, alles sei im grünen Bereich und die Zukunft der Menschheit für Jahrhunderte gesichert, halte ich für ebenso unangebracht. Es gibt durchaus Risikopotenziale mit mittel- und langfristigem Horizont, sodass ich es für naheliegend halte, diese Themen zu recherchieren und so einen eigenen Einblick zu gewinnen, was uns womöglich blüht - und was nicht.

Sonnenflecken und Sonnenstürme

... bilden einen der Ursachenkomplexe, die immer wieder als mögliche Ursache einer 'Endzeit' angeführt werden. Eine realistische Bewertung wird dadurch erschwert, dass dem Weltuntergangs-Geschrei diesbezüglich ein wahrer Kern zugrunde liegt, der aber wie so oft maßlos übertrieben wird. Tatsache ist indessen, dass gewaltige Sonneneruption das moderne Leben auf der Erde für Tage, Wochen oder sogar Monate lahmlegen könnten. Die Zusammenhänge erklärt Professor Harald Lesch: 



Die Sonnenaktivität verläuft also in Zyklen, etwa alle elf Jahre endet ein Zyklus – begleitet von einem kurzfristigen Leistungsabfall der Sonnenaktivität. Nach einer kurzen Phase verminderter Aktivität beginnt ein neuer Zyklus und die Sonnenaktivität steigt wieder an. Für 2012/2012 haben Wissenschaftler den Beginn eines neuen Zyklus berechnet, da die letzten Zyklen jedoch sehr ruhig verliefen und die Sonne bis Ende 2010 eine sehr geringe Aktivität zeigte, sei zu befürchten, dass dieser neue Zyklus könnte mit überdurchschnittlich starken Sonneneruptionen einhergehe. Die Astro-Meteorologen erwarten vor allem für 2013 das Maximum des gegenwärtigen Sonnenfleckenzyklus, der sehr starke geomagnetische Sonnenstürme auslösen kann und mit einiger Wahrscheinlichkeit wird. Zwischeneiszeiten und Hungersnöte? Prof. Harald Lesch redet nicht um den Brei: Veränderungen der Sonnenaktivität waren auch in der jüngeren Vergangenheit (gemeint sind mehrere Jahrhunderte) verantwortlich für gravierende, weitreichende Wetterveränderungen, aus denen sog. Zwischeneiszeiten resultierten. 

Diese plötzlichen Klimaveränderungen führten mehrmals zu Hungersnöten. Davon geht (im buchstäblichen Sinne) zwar nicht die Welt unter und die menschliche Spezies ist nicht insgesamt bedroht, doch ist die Möglichkeit so massiver Wetterveränderungen ernst zu nehmen. Bis ins 18. Jahrhundert brachen Hungersnöte in der damaligen Bevölkerung mitunter schon aus, wenn Unwetter oder andere Naturereignisse die Ernteerträge schmälerten. Schon monatelanges Ausbleiben von Regen hatte oft eine Missernte mit katastrophalen Auswirkungen für die betroffenen Regionen zur Folge. Heute bestehen freilich ausgereifte Logistiknetze, durch die örtliche Engpässe relativ leicht kompensiert werden können. Wegen eines Unwetters braucht daher niemand um seine Nahrungsgrundlagen zu fürchten. Eine oder mehrere Sonneneruptionen der höchsten Intensitätsstufe hätten dagegen potenziell globale Auswirkungen, wenn die Eruption der Erde zugewandt wäre. In diesem Fall könnten elektrisch geladenen Partikelteilchen von einigen Milliarden Volt das erdeigene Magnetfeld stark verzerren. 

Durch die Erddrehung würde die überschüssige Energie wieder weltweit verteilt werden und - bei ausreichender Stärke - zu einem Kollaps der Stromnetze führen. Überlandleitungen würden überschüssige Energie zu den Transformatoren der jeweiligen Verteilerstationen leiten und eine unvorhersehbare Anzahl davon zerstören. Bis zu mehrere Milliarden Menschen wären im Extremfall augenblicklich ohne Strom sein, die Reparaturen würden Monate beanspruchen. Bis dahin müssten die Menschen in den betroffenen Regionen nicht nur auf Informations- und Kommunikationstechnologien verzichten, sondern auch auf grundlegende Dinge wie Herd, Kühlschrank, Auto. Nach Angaben des Geoforschungszentrums Potsdam legte der bislang größte Sonnensturm der Geschichte am 1./2. September 1859 die gerade eingeführten Telegrafenleitungen lahm und iIn Telegrafenstationen führten Kurzschlüsse zu Bränden. Würde ein vergleichbarer Solarsturm heute auf die Erde treffen, kann jeder von uns sich die verschiedenen Auswirkungen und Kettenreaktion für unsere von Elektrizität so abhängigen Gesellschaft selbst ausmalen. Dagegen ist die momentane Euro-Schuldenkrise ein Witz. (Es handelt sich hier um ein Worst-Case-Szenario, das keinesfalls in naher Zukunft so eintreten muss! Doch sollte auch die theoretische Möglichkeit einer solchen Ereigniskette Anlass genug sein, in sinnvollem Umfang Vorsorge zu treffen). 


Die europäische Union hat im Gegensatz z.B. zu den USA bisher keine umfassenden Notfallpläne für ein solches Szenario entwickelt. Darin sehe ich ein recht ernstes und vor allem überflüssiges Manko. Schnell eingeleitete Notfallmaßnahmen könnte einen möglichen Energiekollaps immerhin entschärfen (in den USA würden bei einer so massiven Sonneneruption Kraftwerke auf ein Minimum gedrosselt, Satelliten abgeschaltet und Passagierflugzeuge auf möglichst ungefährliche Flugbahnen umgeleitet. 

Falls auch einzelne europäische Staaten oder die EU derartige Notfallpläne frühzeitig entwickeln und Vorsorge treffen würden, könnten die schlimmsten Folgen solarer Eruptionen weitgehend umgangen werden, sagen Experten. Gerade jetzt (vom 23.-25.Januar 2012) trafen mittelschwere geomagnetischer Stürme auf Deutschland. Die aktuelle Plasmawolke hatte sich am Montag von der Sonne gelöst und erreichte nach Angaben der US-Wetterbehörde NOAA eine Anfangsgeschwindigkeit von mehr als 2000 Kilometern pro Sekunde(>7,2 Millionen Stundenkilometer). Laut NOOA handelt es sich um den stärksten geomagnetische Sturm seit 2003. 

Wenngleich Satellitenverbindungen und das GPS-Navigationssystem als gefährdet eingestuft wurden und für höhere Breitengrade auch vor möglichen Störungen im Stromnetz und in der Funkkommunikation gewarnt wurde, blieben größere Schäden nach bisherigen Erkenntnissen aus. Doch habe der stärkste Sonnensturm seit fast einem Jahrzehnt hat die US-Fluggesellschaft Delta Air Lines zu Routenänderungen gezwungen. Diesmal hatten wir noch Glück...die Energieteilchen trafen die Erde nicht mit voller Wucht - ein Grund, sich auch weiterhin darauf zu verlassen?  
Wohl kaum...: Der englische Politiker Graham Stringer forderte schon im März 2009 von seiner Regierung, die von der NASA benannten Folgen möglicher Sonnenstürme ernst zu nehmen und geeignete Notfallpläne (Schutz der lebensnotwendigen Versorgungsnetzwerke für Energie, Lebensmitteln und Trinkwasser) auszuarbeiten. Vorsorge für konkret zu erwartende Naturereignisse ist sicher keine Überreaktion, sondern vernünftig.

Aber: Mit einigen Tagen Verzögerung werden die 'üblichen Verdächtigen' den aktuellen Sonnensturm als Anzeichen für den 'Anfang vom Ende' umdeuten und wieder einmal unnötige, weil übertriebene Befürchtungen schüren.
 

[Nachtrag: Da habe ich mich mal fies geirrt, das Geunke ging nämlich schon vorher los...aber wozu dann noch packen, ein Anflug von Galgenhumor? Wäre möglich, wenn ich mir den Spendenaufruf von Rick Santorum ("Schwanger nach Vergewaltigung ist ein Gottesgeschenk") einen Absatz später ansehe. Auch der Subtitle der Seite "Falschmeldungen am laufenden Band" deutet vorsichtig in diese Richtung ;)]

Florian Freistetter stellt hierzu klar:

Ein Sonnensturm und dazu noch ein "Protonensturm"? Müssen wir wirklich keine Angst haben? Nein - wer nicht zufällig Astronaut, Flugzeugkapitän oder der Betreiber eines Satelliten ist, muss sich keine großen Sorgen machen ... wird uns auch diesmal die Atmosphäre der Erde und ihr Magnetfeld vor dem koronalen Massenauswurf schützen. [...] Der "Protonensturm" ist als S3 klassifiziert. Das bedeutet, dass manche Satelliten gestört werden könnten ... Auch von den Störungen der GPS-Satelliten, von denen heute überall in den Medien zu lesen ist, werden wir nicht viel merken ... Die Astronauten auf der ISS werden sich in ihr speziell abgeschirmtes Modul begeben. [...] Ansonsten werden wir Normalbürger vom Sonnensturm nicht viel mitbekommen. Klar, auf den einschlägigen Esoterik- und Pseudowissenschaftsseiten wird natürlich wieder Panik geschoben und von den gesundheitlichen Beeinträchtigungen für uns Menschen geschrieben. Die gibt es aber nicht.

Also: Vorsorge und Notfallpläne sind wünschenswert - Panikmache dagegen nicht!

Siehe auch:

• Wissenswertes über die Sonne und Möglichkeiten der Sonnenbeobachtung habe ich hier mal zusammengestellt.
• Warnung der NASA für den kommenden Sonnensturm bis 2012 (aus 2006)
• Grundlageninformationen zur Sonne
• Aktuelle Weltraumwetter-Vorhersage der NOAA
• NOAA-Skala zu Sonnenstürmen