Gemeinsam zu den Aliens

Das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) hat zusammen mit dem Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK), dem Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS) und der Universität Heidelberg, jetzt HIFOL ins Leben gerufen – die neue Heidelberger Initiative zur Erforschung des Ursprungs des Lebens. HIFOL vereint Spitzenforscher aus der Astrophysik, den Geowissenschaften, der Chemie und den Lebenswissenschaften, um die wissenschaftliche Erforschung einer der spannendsten Fragestellungen des Universums zu fördern, zu stärken und zu bündeln: Was sind die Voraussetzungen für die Entstehung des Lebens?

Spätestens seit der Entdeckung der ersten extrasolaren Planeten um sonnenähnliche Sterne in den Neunziger Jahren hat sich die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem Thema „Leben im Universum“ – sogar außerhalb unseres Sonnensystems – zu einem neuen Forschungsfeld entwickelt. Heute wissen wir, dass die Entstehung von Planeten­systemen keine seltene Ausnahme ist, sondern offenbar ein völlig normaler Prozess im Kontext der Sternenstehung. Dies legt den Schluss nahe, dass auch die Entstehung von Leben überall dort möglich – wenn nicht sogar zwangsläufig – ist, wo die Bedingungen das erlauben. Doch wie lassen sich die notwendigen Bedingungen eigentlich charakterisieren? Welche physikalischen und biochemischen Gegeben­heiten müssen existieren? Und welche Signaturen in den Daten ferner Planeten wären eindeutig ein Zeichen für biologische Prozesse?

„Bereits diese Fragen zeigen die immense interdisziplinäre Bedeutung dieses Forschungsthemas“, so Thomas Henning (MPIA), der Initiator von HIFOL. „Die Heidelberg-Initiative zur Erforschung der Herkunft des Lebens bringt Forscher aus der Astrophysik, den Geo­wissenschaften, der makromolekularen Chemie, der statistischen Physik und den Lebenswissenschaften zusammen. Dies ist sowohl eine große Herausforderung als auch eine große Chance.“ 2014 wurde dieses Thema auch in die Forschungsperspektiven der Max-Planck-Gesellschaft aufgenommen.

Eine der wichtigsten Zutaten für das Leben ist flüssiges Wasser. Zwar besitzt die Erde eine wasserreiche Oberfläche, die Herkunft dieses Wasser ist jedoch noch unklar. Wissenschaftler fanden durch die Untersuchung der Isotopen­zusammensetzung von Meteoriten Hinweise darauf, dass das Wasser auf der Erde am ehesten von Asteroiden oder Kometen stammt. Im Gegensatz zu den terrestrischen Planeten, die sich aus Gesteinsbrocken im inneren, heißen Bereich des solaren Nebels gebildet haben, wo sich Wasser in der Gasphase befunden hat, haben sich Kometen und Asteroiden in größerer Entfernung von der jungen Sonne gebildet und waren in der Lage, einen Teil des Wassers in Form von Eis zu behalten.

Weitere Fragen beschäftigen sich beispielsweise mit den Bedingungen für komplexe biochemische Reaktionen, mit der Zusammensetzung der Planetenatmosphären oder der Selbstorganisation von organischen Molekülen.

All dies hat auch lebhafte Diskussionen über die Definition der „bewohnbaren Zone“ um Sterne angestoßen. Einerseits sind erdähnliche Bedingungen relativ fest an stabile Bahnen mit den entsprechenden Parametern (z.B. Distanz zum Stern, Temperatur) geknüpft. Auf der anderen Seite haben Wissen­schaftler mit den Monden Enceladus, Titan und Europa einige Standorte in den äußeren und viel kälteren Regionen unseres Sonnen­systems gefunden, die für die Suche nach biologischer Aktivität in unserer unmittelbaren kosmischen Nachbarschaft erfolgversprechender sein könnten, als der für lange Zeit favorisierte Mars.

MPIA / DE