Mars verlor den Großteil seines Wassers ins All. Der Planet hat das Unglück, ein kleiner Himmelskörper zu sein, mit einem Durchmesser von nur 6.794 Kilometern, was etwa der Hälfte des Erddurchmessers entspricht (12.742 Kilometer). Dies bedeutet, dass sein Gravitationsfeld schwächer ist als das der Erde, und der innere Kern von Mars kühlte viel schneller ab, da die Wärme entwich. Als der flüssige Kern abkühlte, hörte er auf zu rotieren, wodurch der magnetische Dynamo-Effekt auf Mars gestoppt wurde, und das globale Magnetfeld verschwand. Zusammen mit der geringen Schwerkraft und dem sterbenden Magnetfeld war dies katastrophal für den Roten Planeten. Mit einer Gravitationskraft, die die Atmosphäre nur schwach hielt, und ohne ein Magnetfeld, das die geladenen Teilchen des Sonnenwinds ablenken konnte, begann die Atmosphäre zusammen mit dem Wasserdampf weggeblasen zu werden. Dieser Prozess setzt sich bis heute fort, wie von der NASA-Sonde Maven, die Mars umkreist, beobachtet wurde. Das Wasser, das nicht entwich, verwandelte sich in Eis und befindet sich nun an den Polen des Planeten oder tief unter der Oberfläche als Permafrost, der bis zu den mittleren Breitengraden reicht. Heute ist Mars eine Wüstenwelt – aber eine kalte, mit Temperaturen, die im Durchschnitt bei −60 Grad Celsius liegen.

Arrakis jedoch, der fiktive Planet aus Frank Herberts Dune, ist nicht kalt. Die Hitze, insbesondere in der Mittagszeit, ist intensiv. Die lebensfreundlichsten Regionen befinden sich in den Hochländern in der Nähe der Pole, wo sich die Hauptstadt Arrakeen befindet. Die Tropen und Äquatorregionen sind zu heiß für menschliches Leben. Die nomadischen menschlichen Stämme der Fremen, die Ureinwohner von Arrakis, leben in einer Vielzahl von unterirdischen und in Höhlen gelegenen Behausungen, sogenannten Sietches, wo sie vor der Sonne geschützt sind. Außerhalb von Arrakeen überleben die Menschen auf Arrakis zum Teil dank moderner Technologie. Ein „Stillsuit“, ein Anzug, der jegliches Wasser, das den Körper verlässt, auffängt und recycelt, ist von entscheidender Bedeutung. Mit einer Atmosphäre, die als „Feuchtigkeitsdefizit“ beschrieben wird, wird jede Feuchtigkeit, die aufgenommen werden kann, sofort in den Anzug gezogen. „Das ist der Grund für die Stillsuits – sie bedecken so viel wie möglich vom Körper, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit in die Atmosphäre entweicht“, erklärt Alexander Farnsworth, ein Klimatologe an der Universität Bristol. „In den Filmen wird dies nicht gezeigt, aber die Bücher beschreiben, dass der Stillsuit auch das ganze Gesicht bedeckt, weil viel Feuchtigkeit auch beim Atmen verloren geht.“

Farnsworth und zwei weitere Wissenschaftler, Sebastian Steinig von der Universität Bristol und Michael Farnsworth von der Universität Sheffield, haben das Klima von Arrakis modelliert, um zu untersuchen, ob es als echter Planet existieren könnte. An der Universität Bristol gibt es eine Tradition, fiktionale Welten zu modellieren. Bereits Mittelerde aus der Herr-der-Ringe-Serie und Planetos aus George R. R. Martins „Das Lied von Eis und Feuer“ (besser bekannt als „Game of Thrones“) waren frühere Untersuchungsobjekte. „Das Schöne an Science-Fiction und Fantasy ist, dass sie Fragen stellt, die wahrscheinlich niemand anderes wissenschaftlich stellen würde“, sagt Farnsworth. Diese Fragen beinhalten beispielsweise, wie man einen Planeten mit außergewöhnlich langen Sommern und intensiven Wintern – wie in „Game of Thrones“ – erschafft. Oder wie das Wetter auf einem Planeten aussehen würde, dessen gesamte Oberfläche von einer globalen Stadt bedeckt ist, wie bei Coruscant aus der Star-Wars-Saga.

Arrakis stellt jedoch einzigartige Herausforderungen. „Könnte man dort wirklich leben, und was wären die echten Probleme, die große menschliche Populationen dort erleben würden – wie würden sie sich anpassen, wie wird der Planet zu einer Heimat für Menschen, die uns in vieler Hinsicht ähnlich sind?“ fragt Farnsworth rhetorisch. „Diese weitreichenden, spekulativen Fragen sind von großem Interesse für uns.“ Denn obwohl Arrakis eine fiktive Welt ist, könnte es in unserer eigenen Zukunft erschreckend relevant für das Schicksal des Lebens auf der Erde werden.

Der lebensfeindliche Wüstenplanet Arrakis beherbergt nicht nur Menschen, sondern auch gigantische und gefürchtete Sandwürmer – riesige Megapredatoren, die oft das sind, woran sich die meisten Menschen aus „Dune“ erinnern. In der Geschichte wird impliziert, dass die Sandwürmer von der Spacer Guild kultiviert wurden, da die Larvenstadien dieser Kreaturen das Gewürz Melange produzieren, ein lebensverlängerndes und bewusstseinserweiterndes Mittel, das in der gesamten Galaxie begehrt wird. Doch das Konzept der Sandwürmer ist eine fiktive Konstruktion. In der Realität weist Dale DeNardo darauf hin, wie absurd es ist, riesige, räuberische Kreaturen auf solchen Planeten zu haben: „Ich bin immer wieder erstaunt, wie auf allen fiktiven Planeten, egal wie unbewohnbar sie sind, riesige Megapredatoren herumlaufen, die von vielen Menschen leben“, sagt er. „Megapredatoren benötigen riesige Wassermengen, sie brauchen Energiequellen, und man fragt sich, was sie fressen.“ Laut „Dune“ fressen die Sandwürmer alles, sogar riesige Maschinen, die „Gewürzernter“ genannt werden – was für die Verdauung der Würmer nicht besonders gut ist.

Wenn Leben auf einem Wüstenplaneten überleben soll, muss es sich an ziemlich harte Bedingungen anpassen. In der Wüste der Erde sehen wir, wie dies möglich ist. „Tiere können in der Wüste überleben, indem sie mit sehr wenig Wasser auskommen und in der Lage sind, Wasserreserven zu speichern“, erklärt DeNardo. „Sie können monatelang ohne Wasser auskommen und sind in der Lage, Dehydration zu tolerieren.“ Ein Beispiel ist der Gila-Monster, ein giftiger Eidechse, die in der Sonora-Wüste lebt. Die Gila-Monster haben gelernt, wie man in extrem trockenen und heißen Wüstenumgebungen überlebt. Diese Tiere beziehen ihr Wasser aus ihrer Beute, da etwa drei Viertel eines Tieres aus Wasser bestehen. Die Gelegenheit, zu fressen, ist in der Wüste selten, daher müssen Tiere das getrunken Wasser für lange Zeit speichern. Gila-Monster tun dies, indem sie ihre Blase als Vorratsbehälter nutzen, aus dem sie bei Bedarf das Wasser wieder aufnehmen.

Ein weiterer Überlebensmechanismus in der Wüste ist die Fähigkeit zur metabolischen Wassererzeugung, wie es beim Kangaroo-Ratten bekannt ist, einem kleinen Nagetier, das fast ausschließlich von seinem metabolischen Wasser lebt. Dazu muss es jedoch einen enormen Appetit haben und eine große Menge Kalorien verbrennen, um genug Energie zu gewinnen, die letztlich in Wasser umgewandelt wird.

Wie Überlebensfähige Welten um Rote Zwerge in einer Sterbenden Galaxie aussehen könnten

Rote Zwerge, die unscheinbaren, leuchtenden Sterne des Universums, haben eine bemerkenswerte Fähigkeit zur Überlebensdauer. Während unsere Sonne, die etwa zehn Milliarden Jahre lang brennt, irgendwann verblassen wird, könnten diese unscheinbaren Sterne über ein Trillion Jahre existieren – eine Zeitspanne, die in der menschlichen Vorstellung kaum fassbar ist. Im Vergleich zu den massiven Sternen, die nur Millionen Jahre leben und als Supernovae explodieren, haben Rote Zwerge das Potenzial, das Universum weit über das Ende der meisten anderen Sterne hinaus zu überdauern. Diese außergewöhnliche Lebensdauer lässt sich durch ihre extreme Effizienz im Umgang mit Wasserstoff erklären. Während größere Sterne ihren Kernbrennstoff in großen Mengen verbrauchen, verbrauchen Rote Zwerge nur geringe Mengen und sind so in der Lage, über Milliarden von Jahren zu leuchten.

Doch was passiert, wenn die Sterne schließlich ausgebrannt sind und das Universum seine Energiequelle verloren hat? Rote Zwerge werden noch immer scheinen, ihr rotes, schwaches Licht verströmen und die einzige verbleibende Quelle des Lichts in einer längst erloschenen Galaxie darstellen. Es wird eine Zeit kommen, in der der Kosmos selbst unvorstellbar dunkel wird, und das einzige Licht von diesen abgemagerten, aber langlebigen Sternen ausgeht. Die Wissenschaft ist sich mittlerweile einig, dass diese „Endphase“ des Universums – in der keine neuen Sterne mehr entstehen – von der dominierenden Präsenz der Roten Zwerge geprägt sein wird.

Auf einem Planeten, der einen Roten Zwerg umkreist, könnte sich das Leben an diese schwachen Lichtverhältnisse anpassen. Das Licht eines Roten Zwergs ist vorwiegend infrarot, was bedeutet, dass Organismen auf solchen Planeten eine ungewöhnliche Anpassung in der Photosynthese entwickeln müssten. Auf der Erde basiert die Photosynthese auf grünen Pflanzen, die hauptsächlich Blau- und rotes Licht absorbieren, um Energie zu erzeugen. Auf einem Planeten, der um einen Roten Zwerg kreist, könnten Pflanzen oder ihre Äquivalente jedoch eher schwarze Blätter entwickeln müssen, um jede verfügbare Energie aus dem schwachen Licht zu gewinnen. In solch einer Umgebung, in der das Licht in Infrarotbereich verschoben ist, könnten sogar Cyanobakterien die Schlüsselrolle in der Photosynthese übernehmen und auch mit Infrarotlicht Energie gewinnen, was auf der Erde undenkbar wäre.

Noch faszinierender wird diese Vorstellung, wenn man bedenkt, wie sich Leben auf einem Planeten entwickeln könnte, der nicht nur einen Roten Zwerg, sondern auch einen sonnennahen Stern besitzt, wie es in manchen doppelsternsystemen der Fall ist. In solchen Systemen könnten sich Pflanzen entwickeln, die an die unterschiedliche Spektren der beiden Sterne angepasst sind. Diese Lebensformen könnten in zwei Schichten existieren – eine, die an den Roten Zwerg und das schwache, rote Licht angepasst ist, und eine andere, die auf das gelbliche Licht des sekundären Sterns reagiert. Dieses Szenario ist nicht nur wissenschaftlich interessant, sondern bietet auch ein faszinierendes Potenzial für die Science-Fiction.

Ein weiterer bemerkenswerter Aspekt ist die Frage nach den Lebensbedingungen auf Planeten, die sich in sogenannten „Zweisterngalaxien“ befinden, wie etwa der fiktive Planet Tatooine aus Star Wars. Tatooine ist ein Beispiel für ein doppelsternsystem, bei dem der Planet von zwei Sternen umkreist wird und eine doppelte Sonne den Himmel ziert. Solche doppelsternsysteme, in denen die Planeten um zwei Sterne kreisen, sind in der Realität relativ häufig und könnten theoretisch existieren. Der Unterschied zu vielen bekannten Exoplaneten, die in solchen Systemen entdeckt wurden, ist jedoch, dass diese Planeten meist Gasriesen sind, die für menschliches Leben nicht geeignet wären. Der Raum für die Entwicklung von erdähnlichen, felsigen Planeten in solchen Systemen ist daher, auch wenn er theoretisch möglich erscheint, noch unklar.

Obwohl Tatooine-ähnliche Planeten faszinierende Möglichkeiten für die Zukunft des Lebens im Universum bieten, sind sie bisher in der Praxis sehr schwer nachzuweisen. Die Zahl der bekannten „Zirkumbinären“ Planeten, also Planeten, die um zwei Sterne kreisen, ist äußerst begrenzt, und von den über 5.700 entdeckten Exoplaneten sind bislang nur eine Handvoll solcher Planeten bekannt, und das meist in Form von Gasriesen. Die Vorstellung, dass solche Planeten existieren könnten, ist daher eine interessante Theorie, die noch weiterer wissenschaftlicher Untersuchung bedarf.

Die grundlegende Erkenntnis hierbei ist jedoch, dass das Universum in seinem weiteren Verlauf von den Roten Zwergen dominiert wird. Wenn es darum geht, Leben zu finden, könnte der einzige Ort, an dem Leben für eine unglaublich lange Zeit bestehen könnte, in den schwachen, rotglühenden Himmeln dieser kleinen, langlebigen Sterne liegen. Das Potenzial für die Existenz von Leben in solchen Systemen ist von zentraler Bedeutung für die Wissenschaft, doch noch gibt es viele Fragen zu beantworten. Die Entdeckung von solchen Welten würde uns nicht nur mehr über die Zukunft des Universums lehren, sondern auch darüber, wie Leben auf die extremen Bedingungen eines sterbenden Kosmos reagieren könnte.

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