Im Erdgeschoss des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrttechnik (DLR) in Berlin steht ein Modell der Marsoberfläche. Rot-orange erheben sich zerklüftete Gebirgszüge und leiten den Blick in die Weite der scheinbar leblosen Ödnis unseres Nachbarplaneten. So lebensfeindlich diese Umgebung einerseits erscheint, so phantasieanregend wirkt sie auf der anderen Seite: Hat Mars auf seiner Oberfläche jemals Leben beherbergt? Wird der rote Marsstaub eines Tages Weltraumkolonien umwirbeln? Die Astrophysikerin Barbara Stracke arbeitet ein paar Stockwerke oberhalb dieser modellierten Weltraumszenerie, und auch wenn ihre Forschung nicht explizit mit Mars zu tun hat, so lassen sich zumindest indirekt einige Bezüge herstellen, denn Stracke versucht die Voraussetzungen für Leben auf anderen Planeten zu verstehen.

Drei Bedingungen werden allgemein als notwendig für die Entstehung von Leben angesehen und können kurz als das Vorkommen von komplexer Chemie, Energie und flüssigem Wasser zusammengefasst werden. Beobachtungen des interstellaren Mediums, also des Gases, in das die Sterne innerhalb ihrer Muttergalaxie eingebettet sind, zeigen, dass bereits zum Zeitpunkt der Entstehung von Sternen komplexe organische Moleküle in der Umgebung des Sterns existieren, die später auf jungen Planeten mit geeigneten Oberflächenbedingungen zu Keimzellen des Lebens werden könnten. Energie wird beispielsweise durch die Strahlung des Sterns oder die thermische Strahlung des Planeten bereitgestellt. Barbara Stracke interessiert sich insbesondere für die letzte der drei Voraussetzungen: “Mein Thema sind die Exoplaneten, von denen man mittlerweile über tausend gefunden hat. Da ist es natürlich spannend, zu fragen: welche von diesen Planeten könnten denn möglicherweise flüssiges Wasser auf der Oberfläche haben?”

Diese Frage führt auf das Konzept der habitablen Zone. “Die habitable Zone ist der Bereich um einen Stern, in dem habitable Planeten möglich sein können. Wobei Habitabilität heißt: das Potential einer Umgebung, Leben über einen bestimmten Zeitraum zu unterstützen”, erläutert Stracke. In unserem Sonnensystem liegt die innere Grenze dieser Zone zwischen Venus und Erde. Mars befindet sich knapp an deren äußerem Rand. Physikalisch bestimmen sich die Grenzen über die Existenz flüssigen Wassers auf der Planetenoberfläche. Befindet sich der Planet zu nah am Stern, wird er so heiß, dass flüssiges Wasser verdampft, ist er zu weit entfernt, gefriert das Wasser. Allerdings genügt es hierbei nicht, einfach aufgrund des vom Stern einfallenden Strahlungsflusses die Oberflächentemperatur des Planeten zu bestimmen. Da für das Aufheizen und die Kühlung des Planeten dessen Atmosphäre eine entscheidende Rolle spielt, hängen die Grenzen der habitablen Zone entscheidend von den Details seiner Atmosphärenzusammensetzung ab. “Wenn wir die Erde unabhängig von ihrer Atmosphäre anschauen würden, dann läge ihre Temperatur bei -18 ºC. Wenn man die Atmosphäre und deren Treibhauseffekt mitrechnet, liegt die gemittelte Temperatur bei 15 ºC, was über dem Gefrierpunkt von Wasser ist und somit die Erde habitabel macht”, beschreibt Stracke. Diese Tatsache erschwert das Urteil über die Habilität eines Exoplanetens, da es bisher sehr schwierig ist, auf der Grundlage von Beobachtungen Aussagen über die Atmosphären von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu treffen.

Seit den 90er Jahren wurden zwar tausende Exoplaneten entdeckt, die meisten davon sind aber Gasriesen in großer Nähe zum Stern und nur sehr wenige erscheinen potentiell habitabel. Die Suche nach Gesteinsplaneten in der habitablen Zone muss entsprechend noch weiter fortgesetzt werden, bevor der nächste Schritt in Angriff genommen werden kann und neue Weltraummissionen gestartet werden, die in der Lage sein werden, auch die Atmosphäre der potentiell lebensfreundlichen Planeten zu charakterisieren und damit für ultimative Klarheit über die dort herrschenden Bedingungen zu sorgen. Das DLR fiebert dabei insbesondere der zukünftigen Plato Mission entgegen, die voraussichtlich 2024 starten wird und bis zu einer Millionen Sterne insbesondere nach Gesteinsplaneten absuchen wird. “Diese Mission wird wirklich die Möglichkeit haben, einen erdähnlichen Planeten in der habitablen Zone zu finden”, ist Stracke überzeugt.

Es stellt sich die Frage, inwiefern ausschließlich flüssiges Wasser als ein für Leben benötigtes Lösungsmittel dienen kann. Tatsächlich wird in der Astrobiologie durchaus diskutiert, ob beispielsweise Leben auf dem Saturnmond Titan möglich sein könnte, dessen Oberfläche unter einer stickstoffreichen Atmosphäre teilweise von flüssigem Methan bedeckt ist. Allerdings sind entsprechende Überlegungen noch außerordentlich spekulativ. Die groß angelegte Suche nach habitablen Exoplaneten bezieht sich entsprechend nach wie vor auf die Existenz flüssigen Wassers. “Natürlich schränkt es ein, wenn wir von dem Leben ausgehen, das wir hier auf der Erde kennen. Es ist als erster Schritt meiner Ansicht nach das Richtige, erstmal nach dem zu suchen was wir kennen. Denn was wir nicht kennen, kann einfach so vielfältig sein, dass gar nicht wirklich klar ist, in welche Richtung man suchen müsste”, gibt Stracke zu bedenken.

Den besonderen Wert einer Kommunikation zwischen Künstlern und Wissenschaftlern sieht Stracke nicht primär darin, dass die künstlerische Perspektive den Wissenschaftlern neue Anregungen oder Sichtweisen liefern könnte: “Ich denke, es gibt bestimmt Fälle in denen das so stattgefunden hat und stattfinden wird. Es erfordert auf jeden Fall Offenheit, aus dem eigenen Denken und der eigenen Methode herauszugehen. Aber es ist ja auch ein Vorteil von Wissenschaft, dass sie mir relativ klare Methoden vorgibt.” Aus eigener Erfahrung sieht sie in einer Kooperation vielmehr die Möglichkeit, Wissenschaft erfolgreich nach außen zu kommunizieren, da eingefahrene Kommunikationsstrukturen hinterfragt werden. Dies kann nach Stracke aber auch im Austausch mit anderen Nicht-Wissenschaftlern gelingen: “Ich glaube, es müssen vielleicht noch nicht mal Künstler sein, sondern einfach Menschen, die interessiert sind und die einfach eine andere Herangehensweise haben. Ich glaube, das kann helfen und ist für die Wissenschaft auf jeden Fall sehr wichtig.”

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