Eine neue Analyse bekannter Exoplaneten hat ergeben, dass terrestrische Bedingungen auf potenziell bewohnbaren Planeten möglicherweise viel seltener sind als bisher angenommen. Die Arbeit konzentriert sich auf die Bedingungen, die für die Entwicklung der sauerstoffbasierten Photosynthese auf dem Planeten erforderlich sind, was die Schaffung komplexer Biosphären des Typs, der auf der Erde existiert, ermöglichen wird.
Die Zahl der bestätigten Planeten in unserer Milchstraße geht jetzt in die Tausende. Viel seltener sind jedoch erdähnliche Planeten, die sich in der habitablen Zone befinden – der Region um einen Stern, in der die Temperatur genau richtig ist, damit flüssiges Wasser auf der Oberfläche existieren kann.
Derzeit sind nur wenige solcher felsigen und potenziell bewohnbaren Exoplaneten bekannt. Die neue Studie zeigt jedoch, dass keiner von ihnen die theoretischen Voraussetzungen hat, um die Biosphäre der Erde durch "sauerstoffhaltige" Photosynthese zu unterstützen, den Mechanismus, den Pflanzen auf der Erde verwenden, um Licht und Kohlendioxid in Sauerstoff und Nährstoffe umzuwandeln.
Nur einer dieser Planeten kommt der Strahlung nahe, die zum Erhalt einer Biosphäre benötigt wird: Kepler-442b, ein Gesteinsplanet mit ungefähr der doppelten Masse der Erde, der einen mäßig heißen Stern in etwa 1200 Lichtjahren Entfernung umkreist.
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Die Studie untersuchte im Detail, wie viel Energie der Planet von seinem Wirtsstern erhält und ob lebende Organismen in der Lage wären, Nährstoffe und molekularen Sauerstoff, beides wesentliche Elemente für komplexes Leben, wie wir es kennen, durch normale sauerstoffhaltige Photosynthese effizient zu produzieren.
Durch Zählen der Menge an photosynthetisch aktiver Strahlung (PAR), die der Planet von seinem Stern erhält, stellte das Team fest, dass Sterne mit Temperaturen, die etwa halb so hoch sind wie unsere Sonne, die Biosphären der Erde nicht unterstützen können, da sie nicht genügend Energie im richtigen Wellenlängenbereich liefern. Oxygenische Photosynthese ist immer noch möglich, aber solche Planeten können keine reiche Biosphäre unterstützen.
Planeten um noch kühlere Sterne, sogenannte Rote Zwerge, die bei etwa einem Drittel der Temperatur unserer Sonne schwelen, können nicht genug Energie erhalten, um auch nur die Photosynthese zu aktivieren. Sterne, die heißer als unsere Sonne sind, sind viel heller und emittieren zehnmal mehr Strahlung in dem für eine effiziente Photosynthese erforderlichen Bereich als Rote Zwerge, aber sie leben im Allgemeinen nicht lange genug, um komplexes Leben zu entwickeln.
Zukünftige Missionen wie z James-Webb-Weltraumteleskop (JWST), das später in diesem Jahr starten soll, wird empfindlich genug sein, um ferne Welten um andere Sterne herum zu betrachten und neues Licht darauf zu werfen, was es wirklich braucht, um das Leben, wie wir es kennen, zu unterstützen.
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