Es ist eine der größten unbeantworteten Fragen der Wissenschaft: Wenn es Leben jenseits der Erde gibt, wo ist es dann?
Jetzt haben Forscher der Universität Cambridge die Suche eingegrenzt, indem sie die richtigen Bedingungen für die Abgabe lebensstartender Moleküle durch Kometen ermittelt haben.
Lange glaubte man, dass die Bausteine für das Leben von einem Kometen zur Erde gebracht worden sein könnten, und nun deuten Forschungsergebnisse darauf hin, dass dies auch auf anderen Planeten in der Milchstraße passieren könnte.
„Hüpfende“ Kometen werden auf ihrem Weg von Planet zu Planet verlangsamt, um sicherzustellen, dass die notwendigen Moleküle den Aufprall überleben können.
Wissenschaftler sagen, der beste Ort, um nach außerirdischem Leben zu suchen, sei die bewohnbare Zone von „Erbsen in einer Schote“-Systemen, in denen die Planeten eng beieinander liegen.
Kometen enthalten „präbiotische“ Verbindungen, die die Bausteine des Lebens bilden und diese zur Erde hätten transportieren können
Planeten in der bewohnbaren Zone, in der flüssiges Wasser existieren kann, könnten die notwendigen präbiotischen Verbindungen erhalten haben, als Kometen von außerhalb des Planetensystems nach innen prallten
Kometen, gefrorene Gesteins- und Eisbrocken, sind oft reich an präbiotischen Verbindungen, die die Bausteine für organisches Leben bilden können.
Beispielsweise wurde festgestellt, dass Proben, die eine japanische Sonde im Jahr 2022 vom Asteroiden Ryugu entnommen hatte, intakte Aminosäuren und Vitamin B3 enthielten.
Kometen enthalten auch große Mengen an Wasserstoffcyanid (HCN), das trotz seines tödlich klingenden Namens ein wichtiges Molekül für die Grundlage des Lebens ist.
„Wir lernen ständig mehr über die Atmosphären von Exoplaneten, deshalb wollten wir sehen, ob es Planeten gibt, auf denen komplexe Moleküle auch von Kometen transportiert werden könnten“, sagt der Hauptautor der Studie, Richard Anslow von der University of Cambridge.
„Es ist möglich, dass die Moleküle, die zum Leben auf der Erde führten, von Kometen stammten, das Gleiche könnte also auch für Planeten anderswo in der Galaxie gelten.“
In Bodenproben des Ryugu-Asteroiden wurde festgestellt, dass sie über 20 verschiedene Aminosäuren sowie Vitamin B3 enthielten, diese könnten die Grundlage des Lebens auf einem Planeten wie der Erde gebildet haben
Kometen müssen sich jedoch mit einer Geschwindigkeit von weniger als 15 km/s fortbewegen, damit die Verbindungen die Hitze und Kraft eines Planeteneinschlags überstehen.
Bei kleineren Planeten wie der Erde können die minimalen Einschlaggeschwindigkeiten 12,4 Meilen pro Sekunde (20 km/s) überschreiten, wobei dann nur 0,2 Prozent des HCN überleben.
Die Forscher fanden jedoch heraus, dass Kometen auf die richtige Geschwindigkeit abgebremst werden könnten, wenn sie an einer Kette äußerer Planeten vorbeifliegen.
Die besten Bedingungen herrschen in sogenannten „Erbsen in einer Schote“-Systemen, in denen die Planeten ihren Stern in einer engen Gruppe umkreisen, anstatt sich über die Umlaufebene auszubreiten.
„In diesen dicht gepackten Systemen hat jeder Planet die Chance, mit einem Kometen zu interagieren und ihn einzufangen“, sagte Herr Anslow.
„Es ist möglich, dass dieser Mechanismus dafür verantwortlich ist, dass präbiotische Moleküle auf Planeten landen.“
Die Forscher fanden heraus, dass dieser Effekt für massearme Sterne, sogenannte M-Zwergsterne, am wichtigsten ist, die 70 Prozent der Sterne in der Region um unsere Sonne ausmachen.
Die typischen Einschlagsgeschwindigkeiten um Sterne mit geringerer Masse sind tendenziell höher, was bedeutet, dass Kometen noch stärker verlangsamt werden müssen, um sicherzustellen, dass die Materialien transportiert werden können.
Je größer ein Planet ist, desto geringer ist jedoch die Wahrscheinlichkeit, dass präbiotische Moleküle transportiert werden, da größere Planeten eine höhere Fluchtgeschwindigkeit haben.
In unserem Sonnensystem werden Kometen von außerhalb der Neptunbahn in Richtung Sonne gezogen, wo sie durch die Schwerkraft des Jupiter in das innere Sonnensystem gezogen werden
Die Forscher stellen daher fest, dass der Mars mit größerer Wahrscheinlichkeit einen größeren und komplexeren Satz von Molekülen von Kometen erhalten hätte, da seine Masse etwa halb so groß ist wie die der Erde.
Diese Entdeckung wird es Wissenschaftlern ermöglichen, die Auswahl der Planeten einzugrenzen, auf denen Leben vorkommen könnte.
„Es ist spannend, dass wir damit beginnen können, die Art von Systemen zu identifizieren, mit denen wir verschiedene Ursprungsszenarien testen können“, sagt Herr Anslow.
„Es ist eine andere Sichtweise auf die großartige Arbeit, die bereits auf der Erde geleistet wurde.“ Welche molekularen Wege führten zu der enormen Vielfalt des Lebens, das wir um uns herum sehen? Gibt es andere Planeten, auf denen die gleichen Wege existieren?
Beispielsweise vergleichen die Autoren der Studie die Sterne Proxima Centauri und TRAPPIST-1 daraufhin, wie wahrscheinlich es ist, dass sie Leben enthalten.
Diese Studie wird uns helfen, die Suche nach Leben einzugrenzen, da Systeme mit dicht gepackten Planeten wie TRAPPIST-1 (links) Kometen eher verlangsamen als Systeme mit geringer Dichte wie Proxima Centauri (rechts).
Obwohl Proxima Centauri, ein Stern mit geringer Masse, der unserer Sonne am nächsten ist, einen Planeten in seiner bewohnbaren Zone hat, gibt es nur einen anderen Planeten im System, der einen ankommenden Kometen abbremsen könnte.
Unterdessen verfügt TRAPPIST-1, ein 40,66 Lichtjahre von der Sonne entfernter kühler Roter Zwerg, über drei erdähnliche Planeten in der bewohnbaren Zone und ein dicht gepacktes Planetensystem.
Herr Anslow und seine Co-Autoren schreiben, dass „diese resultierende Architektur im Vergleich zu den TRAPPIST-1-Planeten zu deutlich höheren Einschlaggeschwindigkeiten führen würde.“
„Dies würde wiederum die Effizienz jeder Kometenlieferung drastisch verringern.“