Robert Klatt
Im frühen Universum konnten Planeten mit dichten Ozonschichten entstehen. Diese schützen die Atmosphäre und gelten als Voraussetzung für komplexes Leben. Im zunehmenden Alter wird das Universum aber immer lebensfeindlicher.
Göttingen (Deutschland). Wissenschaftler der Universität Göttingen und des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) sowie des Max-Planck-Instituts für Chemie (MPI C) haben analysiert, bei welchen Sternen die Suche nach außerirdischem Leben besonders Erfolg versprechend ist. Dazu haben sie untersucht, wie die Zusammensetzung von Sternen die Entstehung von schützenden Ozonschichten um ihre Planeten beeinflusst. Ozonschichten aus drei Sauerstoffatomen, wie die der Erde, schützen das Leben für zellschädigender UV-Strahlung. Eine solche Schutzschicht in der Atmosphäre gilt deshalb als eine Voraussetzung für die Entstehung von komplexen Leben.
Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature Communications entdeckten sie eine Korrelation zwischen der sogenannten Metallizität von Sternen und der Entstehung einer schützenden Ozonschicht auf ihren Planeten. Sterne, die weniger schweren Elementen enthalten, emittieren zwar mehr lebensfeindliche UV-Strahlung, sorgen durch ihre Zusammensetzung aber dafür, dass sich auf ihren Planeten dichte Ozonschichten bilden. Planeten, die Sterne mit mehr schweren Elementen umkreisen, haben hingegen nur dünne schützende Ozonschichten.
Die Forscher entdeckten zudem, dass ultraviolette Strahlung mit Sauerstoff als langwellige UV-B-Strahlung Ozon zerstören kann, aber auch als kurzwellige UV-C-Strahlung Ozon entstehen lassen kann. Das genaue Verhältnis hängt von der Metallizität der Sterne, also dem Anteil an schweren Elementen, ab. Sterne, die kaum schwere Elemente enthalten, also metallarm sind, geben überwiegend UV-C-Strahlung ab. Ihre Planeten können dadurch eine dichte Ozonschicht bilden. Bei metallreichen Sternen überwiegt hingegen UV-B-Strahlung, und die schützende Ozonschicht kann sich nicht so stark bilden.
Unerwartet zeigt die Studie überdies, dass das Universum mit zunehmenden Alter lebensfeindlicher wird, weil sich die Zusammensetzung neu entstehender Sterne verändert. Im Inneren von sterbenden Sternen entstehen schwere Elemente. Dazu zählen in der Astronomie alle Elemente außer Helium und Wasserstoff.
Jede neue Sternengeneration besitzt dadurch eine höhere Metallizität, die die Bildung einer schützenden Ozonschicht bei ihren Planeten zunehmend verhindert. Das Universum wird also stetig lebensfeindlicher, bis schlussendlich kein Planet mehr eine Ozonschicht besitzen wird-
Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-023-37195-4
