Supercomputer-Simulation zeigt lebensfreundlichste Regionen des Universums
Sydney (Australien) – Gute Nachrichten für außerirdisches Leben in unserer Milchstraße: Eine neue Simulation mit astrophysikalischen Supercomputern zeigt, wo im Universum die Bedingungen für die Entstehung und den langfristigen Fortbestand von Leben besonders günstig sind. Unsere eigene Heimatgalaxie, die Milchstraße, liefert offenbar besonders gute Voraussetzungen für lebensfreundliche Umgebungen. Auch die Position unseres Sonnensystems innerhalb der Milchstraße liegt demnach günstig.
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Wie das Team um Luke A. Barnes von der Western Sydney University aktuell im Fachjournal „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ (MNRAS; DOI: 10.1093/mnras/stag1750) erläutert, beschränkt sich die Suche nach potenziell lebensfreundlichen Regionen meist auf die sogenannte habitable Zone um einzelne Sterne. Bei dieser auch als grüne oder lebensfreundliche Zone bezeichneten Region handelt es sich um jene Abstandsregion um einen Stern, innerhalb deren ein Planet diesen umkreisen muss, damit flüssiges Wasser – und damit die Grundlage des irdischen Lebens – auf seiner Oberfläche existieren und überdauern kann.
Allerdings hängt die Eignung eines Planeten nicht allein von seiner Distanz zu seinem Zentralstern ab. Auch die Umgebung innerhalb einer Galaxie kann darüber entscheiden, ob Leben entstehen und langfristig bestehen bleiben könnte: Zu nahe am galaktischen Zentrum befinden sich Sterne in einer vergleichsweise dicht besetzten Umgebung. Begegnungen mit anderen Sternen könnten dort Planetensysteme destabilisieren. In den äußeren Bereichen einer Galaxie wiederum können wichtige chemische Elemente fehlen, die für die Entstehung erdähnlicher Planeten und möglicherweise für Leben erforderlich sind. Auch die Häufigkeit kosmischer Katastrophen spielt eine Rolle.
Ein virtuelles Universum im Supercomputer
Um diese unterschiedlichen Faktoren gemeinsam zu untersuchen, nutzten die Forschenden Simulationen des EAGLE-Projekts („Evolution and Assembly of GaLaxies and their Environments“). Das Modell bildet die Entwicklung des Universums über Hunderte Millionen Lichtjahre hinweg ab und berücksichtigt unter anderem die Expansion des Raums, die Schwerkraft sowie die physikalischen Prozesse in Gaswolken, Sternen und Schwarzen Löchern.
Auf dieser Grundlage untersuchte das Team, welche galaktischen Umgebungen besonders günstige Voraussetzungen für Leben bieten könnten. Da bislang keine außerirdischen Lebensformen bekannt sind, mussten die Forschenden dafür Annahmen über die notwendigen Bedingungen treffen. Im Mittelpunkt standen unter anderem die Verfügbarkeit schwerer chemischer Elemente und die Wahrscheinlichkeit zerstörerischer Ereignisse.
Zwischen lebenswichtigen Elementen und kosmischen Katastrophen
Wasserstoff und Helium, die beim Urknall entstanden, reichen für die Bildung komplexer Lebensformen nicht aus. Erst nachfolgende Sterngenerationen reichern das Universum mit schwereren Elementen an, aus denen sich unter anderem Gesteinsplaneten bilden können. Eine ausreichende Konzentration dieser Elemente gilt deshalb als wichtige Voraussetzung.
Zu viele schwere Elemente könnten allerdings ebenfalls ungünstige Folgen haben: Sie können die Entstehung massereicher Gasriesen begünstigen, die bei ihrer Wanderung durch ein Planetensystem kleinere, erdähnliche Planeten verdrängen oder zerstören können.
Ein weiterer Risikofaktor sind explodierende massereiche Sterne. Solche Ereignisse können ihre unmittelbare Umgebung für Leben unbewohnbar machen. Noch größere Auswirkungen können Gammastrahlenausbrüche haben, deren intensive Strahlung über beträchtliche Entfernungen hinweg gefährlich werden könnte. Auch die Annäherung anderer Sterne sowie die Aktivität supermassereicher Schwarzer Löcher im Zentrum von Galaxien können Planetensysteme gefährden.
Unsere Milchstraße – eine vergleichsweise ruhige Heimat
Die Simulationen zeigen, dass unsere Galaxie zu jenen Systemen gehört, die kosmische Rohstoffe effizient in lebensfreundliche Umgebungen umwandeln. Die Milchstraße sei damit keineswegs zwangsläufig der bestmögliche Ort für Leben, erweise sich aber als ausgesprochen günstige Umgebung.
Zugleich scheint die kosmische Epoche besonders lebensfreundlicher Bedingungen nicht unbegrenzt anzuhalten: Während die Entstehung neuer Planeten langfristig nachlässt, können katastrophale Ereignisse weiterhin auftreten. Kleinere Galaxien, die zahlenmäßig häufiger sind als große Systeme wie die Milchstraße, erscheinen den Ergebnissen zufolge vielfach dichter und energetisch aktiver.
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Für die Milchstraße fällt die Bilanz dennoch beruhigend aus: Über einen Zeitraum von einer Milliarde Jahren würde dem Modell zufolge weniger als einer von tausend Sternen ein extremes Ereignis erleben, das Leben vollständig auslöschen könnte.
Die Ergebnisse identifizieren damit nicht unmittelbar lebensfreundliche Welten, sondern zeigen vielmehr, wo die großräumigen Bedingungen für Leben besonders günstig sein könnten. Zudem liefert die Studie so Anhaltspunkte dafür, in welchen kosmischen Umgebungen die Suche nach außerirdischem Leben besonders aussichtsreich sein könnte.
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Recherchequelle: MNRAS
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