Ich habe in der Vergangenheit oft gesagt, dass die Erde der beste Planet im Universum ist. Die Evolution hat uns an diesen Planeten angepasst und es ist unwahrscheinlich, dass wir jemals einen anderen Planeten finden können, der so gut für uns ist.
Ist es jedoch der beste Planet? Gibt es Orte im Universum, die die Voraussetzungen für mehr Vielfalt des Lebens bieten könnten?
Die Tatsache, dass wir überhaupt Leben auf der Erde haben, ist ziemlich erstaunlich. Wir befinden uns in der bewohnbaren Zone eines Hauptreihensterns, der nicht zu viele tödliche Sonneneruptionen erzeugt.
Wir haben eine dicke Atmosphäre voller Sauerstoff und Stickstoff, die wir atmen können. Der Planet ist groß genug, dass er in seinem Kern noch geschmolzen ist, mit einer rotierenden Eisenkugel, die ein planetarisches Magnetfeld aufrechterhält. Dies, kombiniert mit einer dichten Atmosphäre, schützt die Oberfläche des Planeten vor kosmischen Strahlen, der schlimmsten ultravioletten Strahlung der Sonne und tödlichen Sonnenstürmen.
Wir haben Plattentektonik, die ständig Material auf der Oberfläche des Planeten recycelt und frische Chemikalien aus seinem Inneren aufbringt.
Wir haben einen relativ großen Mond, der unseren Planeten wahrscheinlich in seiner axialen Neigung stabiler hält, mit Gezeiten, die den frühen Lebensformen beim Übergang von den Ozeanen zum Land geholfen haben. Aber kein zu großer Mond.
Wir haben riesige Ozeane, die dazu beitragen, das Klima des Planeten zu regulieren und warmes Wasser in kühlere Regionen zu bringen, um sie vielfältiger und bewohnbarer zu machen.
Die Liste geht weiter und ich bin sicher, dass es Faktoren gibt, die wir noch nicht einmal entdeckt haben.
Und wenn es um die Erde geht, hat das Leben gediehen und seinen Weg in jede mögliche ökologische Nische gefunden. Es passt sich durch die Evolution an bitterkalte, intensive Hitze und den intensiven Druck am Boden der Ozeane an, sogar in Städten, die direkt neben Menschen leben Wesen.
Aber könnte die Erde besser sein? Könnte es Planeten geben, die super bewohnbar sind?
Wenn es eine Sache gibt, die uns das Gebiet der Astronomie gelehrt hat, dann sind wir nichts Besonderes. Wir sind nicht das Zentrum des Sonnensystems. Dies ist kein besonderer Ort oder eine besondere Zeit im Universum. Und das bedeutet wahrscheinlich, dass die Erde nicht der beste Ort zum Leben ist. Es ist der beste Ort für Menschen, aber nicht für das Leben.
Laut einem Papier aus dem Jahr 2013 berechneten der Astrobiologe Ravi Kumar Kopparapu und andere aus dem US-Bundesstaat Penn State anhand moderner Klimadaten, wo sich die Ränder der bewohnbaren Zone eines Sterns wirklich befinden sollten. Sie berechneten, dass eine bewohnbare Zone um einen sonnenähnlichen Stern zwischen dem 0,99- und 1,7-fachen der Entfernung von der Erde zur Sonne liegen sollte.
Dies bedeutet, dass sich die Erde tatsächlich direkt am inneren Rand der bewohnbaren Zone der Sonne befindet. Nur knapp. Wenn es näher an der Sonne wäre, würden wir einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt wie die Venus erleben.
Sie möchten wahrscheinlich näher an der Mitte der bewohnbaren Zone sein, in der Orbitalvariationen Ihren Planeten nicht in die Extreme treiben.
Die Erde ist relativ jung. In Anbetracht der Tatsache, dass der Planet erst seit 4,5 Milliarden Jahren existiert und erst in den letzten paar hundert Millionen Jahren das vielzellige Leben herausgefunden hat.
Die Sonne heizt sich auf und da wir uns so nahe sind, haben wir tatsächlich nur ein paar hundert Millionen Jahre, höchstens eine Milliarde Jahre, bevor die Temperaturen steigen und die Ozeane verdunsten. Aber was wäre, wenn das Leben Milliarden von Jahren mehr Evolution hätte bringen können, um neue, vielfältigere Lebensformen zu erarbeiten?
Sie denken, ein Schnabeltier ist ungewöhnlich. Stellen Sie sich vor, was Sie mit 2 Milliarden weiteren Jahren Evolution erreichen würden. Oder 20 Milliarden.
In einer Zeitung mit dem Titel Superhabitable Worlds aus dem Jahr 2016 durchlaufen Rene Heller und John Armstrong die Bedingungen, die den bewohnbarsten Planeten ausmachen könnten. Dies ist ein sehr lesbares Papier mit vielen coolen Ideen. Wenn Sie ein Science-Fiction-Autor sind, der nach Ideen zum Aufbau der Welt sucht, sollten Sie dies unbedingt ausprobieren. Ich werde einen Link in die Shownotizen einfügen.
Sie schlagen vor, dass Sterne mit weniger Masse als die Sonne, klassifiziert als K-Sterne, wahrscheinlich die besten Kandidaten für Vielfalt sind, da sie langlebig und relativ stabil sind. Ein Stern vom Typ K wird eine Lebensdauer von 20 bis 70 Milliarden Jahren ohne diese lästigen Megaflares der roten Zwerge haben.
Sie möchten andere Planeten im Sternensystem, die in der Lage sind, Asteroiden und Kometen mit ihrer Schwerkraft umzuleiten, um Wasser und andere für das Leben benötigte Chemikalien zu liefern. Danke dafür, Jupiter.
Und im Idealfall möchten Sie mehrere bewohnbare Planeten im selben System, die Leben hin und her schicken können. Ein Prozess, der als Panspermie bekannt ist.
Machen Sie Ihren bewohnbaren Planeten zum Mond eines Gasriesen, um mächtige Gezeitenkräfte zu erhalten, die frisches Vulkanmaterial an die Oberfläche bringen.
Besser noch, haben Sie einen binären Planeten, auf dem sich zwei Welten umkreisen, Gezeitenkräfte abgeben und Lebensformen hin und her austauschen.
Und wir fangen gerade erst an!
Wenn Sie den Planeten vergrößern, erhalten Sie mehr Oberfläche für die Zirkulationstemperatur des Wassers (mehr dazu in einer Sekunde), aber auch mehr Oberfläche für Lebensformen, um verschiedene Nischen auszunutzen.
Wir sprechen also von einem größeren, massereicheren Planeten. Sobald Sie ungefähr die doppelte Masse der Erde erreicht haben, beginnt die Plattentektonik abzuschalten. Versuchen Sie also, unter dieser Menge zu bleiben.
Sie möchten auch eine Welt, die groß genug und heiß genug in ihrem Inneren ist, damit Eisenlegierungen in ihrem Kern eine planetweite Magnetosphäre aufrechterhalten können.
Sie sind wahrscheinlich besorgt über die Oberflächengravitation, aber ein Planet mit der doppelten Masse der Erde muss nur etwa 40% größer sein, um ungefähr die gleiche Oberflächengravitation zu haben.
Auf einer kürzlich in Barcelona abgehaltenen Konferenz stellte Dr. Stephanie Olson von der Universität Chicago die Arbeit vor, die sie bei der Suche nach Umgebungen geleistet hatten, die das Leben auf Exoplaneten am besten unterstützen würden.
Sie verwendeten ein Werkzeug der NASA namens ROCKE-3D General Circulation Model. Dies ist ein wirklich erstaunliches Tool, das der Öffentlichkeit frei zur Verfügung steht. Sie können auf die Website gehen und dann sehen, wie die Bedingungen auf verschiedenen Welten aussehen würden, von der alten Venus bis zu Planeten, die Proxima Centauri umkreisen.
Sie können ihre Lufttemperaturen, Niederschläge, Bodenkonzentrationen und mehr simulieren.
Lassen Sie mich einige Beispiele zeigen. Hier ist die vorindustrielle Erde mit Lufttemperaturen zwischen etwa 35 ° C in der Nähe des Äquators und kälter als -60 ° C an den Polen.
Aber Sie können die Erde durch die alte Venus ersetzen, so wie der Planet vor 2,9 Milliarden Jahren aussah, als die Sonne 20% dunkler war als heute. Es drehte sich jedoch immer noch alle 243 Tage und hatte wahrscheinlich einen flachen Ozean, der eine Tiefe von 310 Metern über seinem Tiefland erreichte.
Und hier ist ein Planet, der den roten Zwergstern Proxima Centauri umkreist, den der Sonne am nächsten gelegenen Stern. Weil es so nah an seinem Stern umkreist, ist der Planet wahrscheinlich gezeitengesperrt. Dies hat einen dramatischen Einfluss auf die Lufttemperatur, wobei eine Seite zum Stern zeigt und eine Seite weg zeigt.
Aber wenn der Planet eine Resonanzrotation hat, bei der er sich alle zwei Umlaufbahnen dreimal um seine Achse dreht, und wenn er eine Atmosphäre hat, die in etwa der Stickstoff- und Sauerstoffatmosphäre der Erde entspricht, dann entsteht eine Welt, die viel mehr aussieht angenehm zu leben.
Olson und ihr Team verwendeten diese Software, um das Klima und die Lebensräume der Ozeane verschiedener Arten von Exoplaneten zu simulieren. Hier auf der Erde hängt die Vielfalt des Lebens davon ab, dass Material aus der Tiefe der Ozeane aufsteigt und es an die Oberfläche zurückbringt, wo das Leben es nutzen kann.
Mehr Aufschwung bedeutet mehr biologische Aktivität, mehr Vielfalt.
Mit anderen Worten, um die Planeten mit der größten Vielfalt des Lebens zu finden, möchten Sie die Welten finden, die eine starke Ozeanzirkulation aufweisen.
Gibt es etwas Besseres als die Erde?
Laut Olson können Sie die Zirkulation der Ozeane erhöhen, wenn sich ein Planet langsamer dreht, eine höhere atmosphärische Dichte aufweist und Kontinente aufweist.
Und dies gibt uns eine Vorstellung davon, wonach Astronomen suchen werden, wenn sie extrasolare Welten untersuchen. Wenn die LUVOIR- oder HabEx-Missionen der NASA in den 2030er Jahren fliegen, können sie die Oberflächen von Exoplaneten direkt abbilden. Sie messen die Chemikalien in ihrer Atmosphäre, erkennen Wasser und bestimmen sogar, wie viel des Planeten von Kontinenten bedeckt ist.
Wir sollten uns wirklich nicht wundern, wenn wir dort draußen in der Milchstraße super bewohnbare Welten finden, Welten, die eindeutig bewohnbarer sind als die Erde. Es stellt sich erneut heraus, dass wir nichts Besonderes sind. Das ist in Ordnung, zumindest haben wir Gesellschaft.
