In jeder guten Science-Fiction-Geschichte gibt es bewohnte Monde. Ob bei Star Wars, Star Trek oder anderswo im fiktiven Universum: nicht nur die Planeten sind besiedelt, sondern auch ihre Satelliten. Und wie sieht es in der Realität aus? Erstmal nicht so gut. Der Mond unserer Erde ist eine leblose Wüste ohne Atmosphäre. Es gibt aber noch andere Monde…
Bild: NASA
In unserem Sonnensystem sind besonders die Monde der Gasriesen Jupiter und Saturn interessant. Der Jupitermond Io zeigt aktiven Vulkanismus, der Saturnmond Titan hat eine Atmosphäre und Seen aus Methan. Auf Enceladus schleudern Eisvulkane Teilchen ins All, die dann einen der Ringe des Saturn bilden. Und auf dem Jupitermond Europa vermutet man einen Ozean aus flüssigen Wasser, der sich unter einer dicken Schicht aus Eis befindet. Aber ein Mond der genauso bewohnbar ist wie unsere Erde, finden wir in unserem Sonnensystem nicht. Aber das Universum ist groß und die Astronomen haben schon jede Menge Planeten gefunden, die andere Sterne umkreisen. Und es gibt keinen Grund anzunehmen, dass diese Planeten keine Monde haben. Vielleicht ist hier einer dabei, auf dem Leben möglich ist?
Bis jetzt hat man noch keinen gefunden, aber die Suche läuft. Und die Methoden werden immer besser. Es ist eigentlich nur noch eine Frage der Zeit, bevor der erste Exomond gefunden wird. Günther Wuchterl, Astronom und Spezialist für Exoplaneten hat mir auf die Frage nach dem Zeitpunkt der Entdeckung einmal geantwortet: “Es könnte im Prinzip jederzeit so weit sein!” Und wenn wir die erstmal einen Exomond gefunden haben, dann stellt sich natürlich sofort die Frage nach der Habitabilität. Das ist bei Monden aber noch ein klein wenig komplizierter als bei Planeten.
Auch da ist es schon nicht leicht. Normalerweise definiert man eine “habitable Zone”. Das ist der Bereich um einen Stern, in dem die Temperatur prinzipiell passend für die Existenz von flüssigem Wasser wäre. Aber es reicht nicht, dass ein Planet nur in der habitablen Zone liegt. Er muss auch die richtige Größe und Masse haben. Es muss sich um einen Planeten mit fester Oberfläche handeln. Er muss eine passende Atmosphäre haben, nicht zu dünn und nicht zu dicht. Und dann spielen noch viele andere kleine Details eine Rolle…
Bei Monden kommen noch ein paar mehr solcher Details dazu. Es reicht nicht aus, dass sie einfach nur einen Planeten umkreisen, der in der habitablen Zone liegt. Ein Mond wird beispielsweise nicht nur vom Stern beleuchtet, sondern bekommt auch reflektiertes Licht vom Planeten ab. Das kann man bei unserem Mond gut beobachtet. Steht eine Mondsichel am Himmel, dann sehen wir nicht nur diesen sichelförmigen Teil der von der Sonne beleuchteten Mondhälfte, wir können auch erkennen (vorausgesetzt die Nacht ist dunkel genug), dass der “dunkle” Teil nicht ganz dunkel ist, sondern ein wenig durch den “Erdschein” aufgehellt wird: Sonnenlicht, das von der Erde zum Mond reflektiert wird.
Dann gibt es noch die Gezeitenkräfte, die einen Mond aufheizen können. Ein Mond, der starken Gezeitenkräften unterliegt wird regelrecht “durchgeknetet” und dadurch sehr warm. Das sieht man Jupitermond Io sehr gut, der den Gezeiten seinen extremen Vulkanismus verdankt. Wie stark die Gezeitenkräfte sind, hängt von der Masse des Planeten ab und von der Masse des Sterns. Aber auch von der Bahn, entlang der Mond sich um den Planeten bewegt.
Und dann gibt es noch die Finsternisse. Wenn wir hier auf der Erde zum Beispiel eine Sonnenfinsternis beobachten, dann verdeckt der Mond das Licht der Sonne, das auf die Erde fällt. Genauso kann es aber auch passieren, dass ein Planet das Licht eines Sterns verdeckt, das auf einen Mond fallen würde. So etwas kann selten vorkommen oder oft – wieder hängt das von der Bahn ab, die der Mond um den Planeten einnimmt und von der Größe des Planeten.
Es ist also nicht einfach, herauszufinden wie die Bedingungen auf einem extrasolaren Mond sind. In einer kürzlich veröffentlichten Arbeit hat René Haller vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam probiert, all diese Aspekte zu berücksichtigen und in Formeln zu fassen. So fand er zum Beispiel, dass ein erdgroßer Mond, der einen jupitergroßen Planeten auf einer typischen Bahn in der habitablen Zone umkreist, im Durchschnitt 21 Prozent seiner Zeit im Schatten des Planeten verbringt. Das hat durchaus Auswirkungen auf die durchschnittliche Temperatur des Mondes.
Fasst man alle Ergebnisse von Haller zusammen, dann kommt er zu dem Schluß, dass leichte Sterne eher keine bewohnbaren Monde habe (denn je kleiner und leichter und Stern ist, desto näher müssen ihm die Planeten und Monde rücken und das verstärkt viele der oben genannten Effekte). Sterne die nur ein Fünftel der Sonnenmasse haben, können Hallers Ergebnisse nach keine habitablen Monde haben. Auch schwerer Sterne – bis zu einer halben Sonnenmasse – sind nicht unproblematisch. Hier bekommt man Probleme mit der Langzeitstabilität der Mondbahnen. Zum Glück gibt es in der Milchstraße wirklich viele Sterne! Wir können also weiter hoffen, dass irgendwann ein echter bewohnbarer Science-Fiction-Mond entdeckt wird…
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