Hier sind die 7 besten Orte, um im Sonnensystem nach Leben zu suchen

Wenn die Menschheit jemals Leben auf einem anderen Planeten im Sonnensystem finden wird, ist es wahrscheinlich am besten zu wissen, wo sie suchen müssen. Viele Wissenschaftler haben viele, viele Stunden damit verbracht, genau über diese Frage nachzudenken, und viele haben Rechtfertigungen dafür gefunden, einen bestimmten Ort im Sonnensystem als den wahrscheinlichsten zu unterstützen, der das Potenzial für das Beherbergen von Leben, wie wir es kennen, besitzt. Dank eines Teams unter der Leitung von Dimitra Atri von der NYU Abu Dhabi haben wir jetzt eine Methodik, mit der wir sie einordnen können.

Die Methodik, die kürzlich in einem Preprint-Papier auf arXiv veröffentlicht wurde, konzentriert sich auf eine neue Variable – den Microbial Habitability Index (MHI). MHI soll messen, wie bewohnbar eine bestimmte Umgebung für die verschiedenen Arten von Extremophilen ist, die an extremen Orten hier auf der Erde vorkommen.

Wie bei vielen großen technischen Herausforderungen haben die Autoren den Prozess der Entwicklung eines effektiven MHI in eine Reihe von Schritten unterteilt. Zunächst definierten sie eine Reihe von sechs Umgebungsvariablen, die die Bewohnbarkeit einer bestimmten Umgebung für das Leben beeinflussen können. Anschließend definierten sie sechs Arten von Umgebungen, von denen allgemein angenommen wird, dass sie auf vielen potenziell bewohnbaren Welten existieren. Dann wählten sie sieben dieser bewohnbaren Welten aus und sammelten alle Daten, die sie zu den Umweltfaktoren für jede Art von Umgebung auf jeder potenziell bewohnbaren Welt finden konnten.

Mit diesen Daten verglichen sie die in diesen Umgebungen gefundenen Werte mit den Werten, in denen Extremophile leben können. Die Ergebnisse sind für niemanden, der sich für Astrobiologie des Sonnensystems interessiert, besonders überraschend, aber quantifizierbare Daten stützen sie. Es scheint, dass Europa, Mars und Enceladus die wahrscheinlichsten Kandidaten sind, um bakterielles Leben zu finden.

Um zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen, waren jedoch umfangreiche Datenerhebungen und Quantifizierungen erforderlich. Zunächst musste das Team definieren, welche Umweltfaktoren für die potenzielle Bewohnbarkeit des Lebens am wichtigsten sind. Sie entschieden sich für sechs: Temperatur, Druck, UV-Strahlung, ionisierende Strahlung, pH-Wert und Salzgehalt. Das Leben kann nur in einem schmalen Band dieser Werte überleben, und sie dienen als vernünftige Grundlage, um darüber nachzudenken, welche Umweltmerkmale notwendig sind, um das Leben zu unterstützen.

Glücklicherweise haben Wissenschaftler auch Daten über Lebensformen gesammelt, die in den Extremen jedes dieser sechs Faktoren gedeihen. Von Serpentinomonas sp. B1, das bei pH-Werten von bis zu 12,5 überleben kann, bis hin zu Thermococcus piezophilus CDGS, das einem Druck von bis zu 125 MPa standhalten kann, geben die Extremophilen der Erde einen guten Hinweis darauf, womit Leben auf anderen Planeten zu kämpfen haben könnte. Unter Verwendung der Höhen und Tiefen der von ihnen ausgewählten Faktoren waren die Wissenschaftler in der Lage, die Grenzen zu bestimmen, an die sich eine Umgebung anpassen müsste, um das Leben, wie wir es kennen, zu unterstützen.

Diese Umgebungen waren die nächsten Dinge, denen die Wissenschaftler ihre Aufmerksamkeit zuwandten. Sie erstellten eine Liste von sechs potenziell biologisch interessanten Umgebungen, die Leben auf der Erde beherbergen, und definierten dann die Bereiche der sechs Umweltfaktoren in jeder dieser Umgebungen auf der Erde. In der Liste enthalten waren: Eisige Pole, Oberflächenkontinent, Suboberflächenkontinent, Suboberflächeneis, Umgebungsozean, Tiefseeboden und Hydrothermalquellen. Jede dieser Umgebungen auf der Erde beherbergt Leben in irgendeiner Form, so dass die Autoren postulieren, dass sie dies auch auf einer anderen Welt tun könnten.

Um die bewohnbarsten Orte im Sonnensystem zu finden, gingen die Forscher die Liste der Welten im Sonnensystem durch. Sie eliminierten die meisten aufgrund eines Ausreißers in einem oder mehreren der Umweltfaktoren, die sie als wesentlich für das biologische Leben definiert hatten. Am Ende ihrer Eliminierung blieben ihnen jedoch sieben potenziell bewohnbare Welten: Mars, Europa, Enceladus, Titan, Ganymed, Callisto und (etwas überraschend) Pluto.

Nachdem alle Auswahlen aus dem Weg geräumt waren, gingen die Autoren zur Datenerhebungsphase über. Sie sammelten so viele Daten wie sie finden konnten, über jede Zeit der Umgebung, die auf jeder der Welten gefunden worden war. Allerdings ist nicht jede Welt mit jeder dieser Umgebungen gesegnet. Zum Beispiel hat der Mars keine hydrothermalen Quellen, von denen wir wissen. Das bedeutet jedoch nicht, dass andere Umgebungen auf dem Roten Planeten keine guten Kandidaten für die Astrobiologie wären.

Nachdem sie so viele Daten wie möglich gesammelt hatten, verglichen sie diese Daten mit dem Bereich, der dadurch definiert wurde, ob eine Mikrobe den Bereichen von Umweltfaktoren standhalten würde, denen sie in einer bestimmten Umgebung ausgesetzt wären, und kamen so auf den MHI. Der beste Weg, das Ergebnis ihrer Berechnungen zusammenzufassen, ist eine Tabelle, die die Anzahl der Umweltfaktoren zeigt, die für jede der sechs im Rahmen der Studie ausgewählten Umgebungen in den bewohnbaren Bereich von Extremophilen fallen. Die Tabelle ist unten wiedergegeben.

Der Nenner in jedem der Einträge gibt an, zu wie vielen der Umweltfaktoren die Forscher Daten finden konnten. Wenn die Zahl kleiner als sechs ist, konnten die Forscher keine Daten zu einem oder mehreren der Faktoren finden. Der Zähler in jedem Bruchteil ist die Anzahl jener Umweltfaktoren, die jeweils innerhalb der Grenzen der Umweltbewohnbarkeit liegen. So bedeutet beispielsweise der Wert 1/4 in der Zeile Eis unter der Oberfläche der Spalte Titan, dass Datenpunkte für vier der sechs Umweltfaktoren verfügbar waren und dass einer dieser Umweltfaktoren innerhalb der durch das Minimum und Maximum festgelegten Grenzen lag der Lebensbedingungen von Extremophilen.

Das Diagramm zeigt deutlich, dass der wahrscheinlichste Ort, an dem Leben im Sonnensystem existieren könnte, das Hydrothermalquellensystem von Enceladeus ist, das bei potenziellen Umweltfaktoren mit fünf von fünf Punkten bewertet wird – es fehlen Daten zur ionisierenden Radioaktivität. Aber der eisige Mond steht nicht allein ganz oben auf der potenziell bewohnbaren Liste. Mars und Europa beherbergen beide Umgebungen, die für Leben bewohnbar sein könnten, obwohl die anderen Kandidaten auf der Liste weniger gastfreundlich erscheinen.

Letztendlich gibt es eine Reihe von Missionen, die sich darauf konzentrieren werden, jegliches mikrobielle Leben zu finden, das an vielen dieser Orte existieren könnte, darunter Europa Clipper und die Mars Sample Return-Mission. Dieses Papier liefert einen weiteren Grund, warum Enceladus eine eigene Mission in Arbeit haben sollte. Aber vorerst wird es helfen, den Rahmen zu haben, der es Forschern und Ingenieuren ermöglicht, ihre Bemühungen auf die wahrscheinlichsten Orte zu konzentrieren, um eine der begehrtesten Entdeckungen in der Menschheitsgeschichte zu finden. Vielleicht wird ja langfristig etwas daraus.