Quelle: ESO / Blogpost von Alejandro Izquierdo López , 20. Februar 2026

Die bewohnbare oder „habitable“ Zone verstehen
Jedes Jahr entdecken wir neue Exoplaneten. Was vor 30 oder sogar 20 Jahren noch eine unglaubliche Leistung war, ist heute fast schon Routine. Wir haben über 6000 Planeten entdeckt, die andere Sterne als die Sonne umkreisen, mindestens 330 davon mit ESO-Teleskopen in den Observatorien La Silla und Paranal.

Was Astronomen und die Öffentlichkeit gleichermaßen davon träumen, auf einem dieser Planeten zu bestätigen, ist das, was als Schlüsselelement für Leben gilt: stabiles flüssiges Wasser an der Oberfläche des Planeten. Damit Oberflächenwasser in flüssigem Zustand vorliegt, darf ein Exoplanet weder zu weit entfernt (zu kalt) noch zu nah (zu heiß) an seinem Mutterstern liegen. Er muss in einer gemäßigten Zone umkreisen, die als „bewohnbare zirkumstellare Zone“ oder einfach „habitable Zone“ bezeichnet wird. Da Sterne unterschiedliche Typen, Größen und Massen haben, hat jeder Stern seine eigene bewohnbare Zone.
Teleskope auf der ganzen Welt haben etwa 70 Exoplaneten in der bewohnbaren Zone von Sternen gefunden, aber nur etwa 30 davon wären Gesteinsplaneten wie die Erde, auf denen Ozeane existieren könnten. Das bedeutet jedoch nicht, dass dort garantiert Leben zu finden ist. Beispielsweise umkreisen Planeten wie Venus oder Mars die Sonne innerhalb der Grenzen ihrer bewohnbaren Zone, aber dort Leben zu finden, erscheint sehr unwahrscheinlich. Was brauchen wir noch, damit ein Planet wirklich bewohnbar ist?

Das richtige Maß an Verzweiflung: Reicht die bewohnbare Zone aus?
Selbst wenn sich ein Planet in der bewohnbaren Zone befindet, ist seine Oberflächentemperatur möglicherweise nicht immer so „gemäßigt“, wie wir es uns wünschen würden. Der Planet HD 20794 d beispielsweise ist eine „Supererde“, die 20 Lichtjahre entfernt ist. Er wurde im Januar 2025 dank einer Kombination aus Instrumenten des Very Large Telescope der ESO und des 3,6-Meter-Teleskops der ESO entdeckt. Die Umlaufbahn dieses Planeten ist jedoch so elliptisch, dass er sich im Laufe seines Jahres aus der bewohnbaren Zone herausbewegt, was zu einem extrem langen „Winter” führt, der, gelinde gesagt, nicht sehr lebensfreundlich ist.

Aber selbst bei einer perfekten Umlaufbahn wäre die Temperatur möglicherweise nicht angenehm. Im Jahr 2013 entdeckten Astronomen mit dem 3,6-Meter-Teleskop der ESO drei Planeten im 22 Lichtjahre entfernten System Gliese 667C, die alle innerhalb der habitablen Zone liegen. Seitdem haben wir entdeckt, dass Gliese 667Cf gezeitengebunden ist: Obwohl er sich dreht, ist eine seiner Seiten immer dem Stern zugewandt, wodurch sie verbrannt ist, während die andere Seite permanent im Schatten liegt und kalt ist. Dort könnte Leben, wie wir es kennen, nur in einem Bereich zwischen der hellen und der dunklen Seite gedeihen oder wenn Windströmungen die Wärme gleichmäßig über den Planeten verteilen.

Wirklich bewohnbare Planeten sollten auch über ein Magnetfeld und eine Atmosphäre verfügen, die das Leben vor kosmischer Strahlung schützen, einschließlich der Strahlung, die vom Mutterstern ausgeht. Im Jahr 2016 entdeckten Astronomen mit dem TRAPPIST-Teleskop am La Silla-Observatorium der ESO drei Planeten in der bewohnbaren Zone des ultrakühlen Zwergsterns TRAPPIST 1. Seitdem haben wir erfahren, dass der Planet TRAPPIST1b nicht nur gezeitengebunden ist und starker Strahlung ausgesetzt ist, sondern auch keine Spur einer Atmosphäre aufweist – nicht gerade der beste Ort für Leben. Es ist nicht bekannt, ob die beiden anderen Planeten eine Atmosphäre haben, die die Strahlung ihres Sterns abhalten kann.

Strahlung ist auch eine der Gefahren für Planeten, die M-Sterne umkreisen, die häufigsten Sterne im Universum. M-Sterne haben bewohnbare Zonen, die sehr nahe an ihrer kühlen Oberfläche liegen, wodurch die Planeten den starken Sonneneruptionen ausgesetzt sind, die diese sehr aktiven Sterne häufig hervorbringen. Proxima Centauri b, unsere nächstgelegene potenzielle zweite Heimat außerhalb des Sonnensystems, umkreist einen solchen Stern. Dieser Exoplanet zieht aus unserer Sicht nicht vor seinem Mutterstern vorbei, sodass wir das Licht des Sterns nicht durch die Atmosphäre des Planeten hindurch sehen können, was uns daran hindert, seine Zusammensetzung leicht zu entschlüsseln.

Selbst wenn Planeten kreisförmige Umlaufbahnen in der bewohnbaren Zone und eine Atmosphäre haben, kann ein Exoplanet dennoch eine Höllenlandschaft sein – man denke nur an unseren Nachbarn Venus. Tatsächlich wäre Leben auf der Erde ohne viele Merkmale unseres Planeten nicht möglich gewesen: von der Plattentektonik, die Energie und Nährstoffe liefert, bis hin zum Alter unserer Sonne, die alt genug ist, damit ein Planet genügend Zeit hat, Leben zu entwickeln, aber nicht so alt, dass sich der Stern in einer stabilen Phase seines Lebens befindet, mit viel Zeit vor sich, in der Leben gedeihen kann. Manche fragen sich daher vielleicht, ob die Erde einfach etwas ganz Besonderes ist?

Ein Hoffnungsschimmer: uns neuen Möglichkeiten öffnen
Im Jahr 2007 entdeckte die ESO den habitablen Planeten Gliese 581c. Da es sich um einen der ersten habitablen Planeten handelte, der jemals gefunden wurde, und er nur 22 Lichtjahre von uns entfernt ist, waren die Astronomen voller Begeisterung. Spätere Messungen ergaben, dass sich der Exoplanet am innersten Rand seiner habitablen Zone befindet und daher wahrscheinlich sehr heiß ist. Gibt es noch Hoffnung für Gliese 581c?

Wenn uns die Erde etwas gelehrt hat, dann ist es, dass Leben extrem widerstandsfähig ist. Auf unserem Planeten wurde Leben an unvorstellbaren Orten gefunden: in den Tiefen der Ozeane, in kochend heißen Quellen, tief unter der Erde, in sauren Gewässern… Diese Organismen, meist Bakterien oder Archaeen, sind Extremophile, die sich auf Gliese 581c oder ähnlichen Planeten leicht zu Hause fühlen könnten. Tatsächlich sind viele Orte auf der Erde nicht gerade einfach zu bewohnen. In den eisigen Gebieten am Nord- oder Südpol gibt es keine einheimische Fauna oder Flora, und in den trockensten Teilen einiger Wüsten der Welt, wie der Atacama, kann das Leben ebenfalls nur schwer gedeihen. Das wirft die Frage auf: Könnte es etwas Besseres als die Erde geben? Einige Forscher glauben, dass ein bewohnbarer Planet mit kleineren Kontinenten, größeren Gebieten mit flachen Ozeanen und etwas wärmeren Temperaturen sogar noch bessere Bedingungen als die Erde bieten könnte, damit Leben gedeihen und sich entwickeln kann.

Wenn wir offen für Möglichkeiten sind, könnte Leben sogar außerhalb der bewohnbaren Zone gefunden werden. Die Schwerkraft des Jupiter beispielsweise ist so stark, dass sie seinen Mond Europa erwärmt, sodass dort sogar in dieser großen Entfernung von der Sonne Ozeane aus flüssigem Wasser existieren können, wenn auch unter der Eiskruste des Mondes und nicht an seiner Oberfläche. Wir könnten uns sogar Lebensformen vorstellen, die sich völlig von unseren unterscheiden, die in Ozeanen aus Ammoniak leben und aus Molekülen bestehen, die wir noch nie gesehen haben, und die in der Lage sind, an Orten zu leben, die sich stark von der Erde unterscheiden. Die Erde bleibt unser einziges Beispiel für einen bewohnbaren Planeten, daher müssen wir unsere Suche vorerst vielleicht auf vertraut aussehende Organismen und Exoplaneten beschränken.

Neue Bemühungen jenseits der habitablen Zone
Über die Suche nach Planeten in der bewohnbaren Zone hinaus konzentrieren sich Astronomen nun darauf, lebensbezogene Elemente nachzuweisen. Gase wie CO₂ und Methan können durch biologische Prozesse entstehen, müssen dies aber nicht unbedingt. Andere Gase wie Dimethylsulfid werden vermutlich ausschließlich von lebenden Organismen produziert – allerdings sind sich nicht alle einig, dass dies als zuverlässiges Biosignal angesehen werden kann. Dies ist ein zentrales Problem: Wie kann man mit Sicherheit nachweisen, dass eine bestimmte spektrale Signatur nicht durch nicht-biologische Prozesse verursacht wird?

Zukünftige Einrichtungen wie das geplante Extremely Large Telescope der ESO versprechen reichhaltigere Daten für die Exobiologieforschung. Es wird uns nicht nur helfen, mehr Planeten in der gemäßigten Zone ihrer Sterne zu finden, sondern auch dabei, die Merkmale aufzudecken, die uns sagen, ob sie wirklich bewohnbar sind. Bei der Interpretation der Daten müssen wir jedoch wachsam bleiben, da Bewohnbarkeit nicht garantiert, dass ein Planet tatsächlich Leben beherbergt.

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• Exoplaneten in habitabler Zone

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Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.

9. Mai 2019 – Etwa alle zwei Erdenjahre, wenn auf der Südhalbkugel des Mars Sommer herrscht, öffnet sich eine Art Fenster: Nur dort und nur zu dieser Jahreszeit kann Wasserdampf effizient aus der unteren Atmosphäre in die obere aufsteigen. Dort tragen Winde das seltene Gas bis zum Nordpol. Während ein Teil des Wasserdampfes zerfällt und ins All entweicht, sinkt der Rest in Polnähe zurück nach unten. Diesen eigenwilligen Wasserkreislauf beschreiben Forscher des Moskauer Instituts für Physik und Technologie und des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) jetzt in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters. Ihre Computersimulationen zeigen, wie Wasserdampf die Barriere aus kalter Luft in der mittleren Atmosphäre des Mars überwindet und höhere Luftschichten erreicht. Dies könnte helfen zu verstehen, warum der Mars – anders als die Erde – den Großteil seines Wassers verloren hat.

Vor Milliarden von Jahren war der Mars ein wasserreicher Planet, auf dem es Flüsse und sogar einen Ozean gab. Seitdem hat sich unser Nachbarplanet stark verändert: Heute existieren im Boden nur geringe Mengen gefrorenen Wassers; in der Atmosphäre kommt Wasserdampf nur in Spuren vor. Mindestens 80 Prozent seiner ursprünglichen Wasservorräte dürfte der Mars verloren haben. In der oberen Marsatmosphäre spaltete ultraviolette Strahlung von der Sonne Wassermoleküle in Wasserstoff (H) und Hydroxilradikale (OH) auf. Der Wasserstoff entwich von dort unwiederbringlich ins All. Messungen von Raumsonden und Weltraumteleskopen zeigen, dass noch immer Wasser auf diesem Wege verloren geht. Doch wie ist das möglich? Die mittlere Atmosphärenschicht des Mars müsste, ebenso wie die Tropopause der Erde, das aufsteigende Gas eigentlich aufhalten. Schließlich ist diese Region in der Regel so kalt, dass dort Wasserdampf gefrieren müsste. Wie erreicht der Wasserdampf dennoch die oberen Luftschichten?

In ihren aktuellen Simulationen finden die russischen und deutschen Forscher einen bisher unbekannten Mechanismus, der an eine Art Pumpe erinnert. Ihr Modell beschreibt umfassend die Strömungen in der gesamten Gashülle, die den Mars umgibt: von der Oberfläche bis zu einer Höhe von 160 Kilometern. Die Rechnungen zeigen, dass die normalerweise eiskalte mittlere Atmosphäre zweimal am Tag durchlässig wird für Wasserdampf – aber nur an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Jahreszeit.

Eine entscheidende Rolle spielt dabei die Umlaufbahn des Mars: Sein etwa zwei Erdenjahre währender Weg um die Sonne ist deutlich elliptischer als der unserer Erde. Am sonnennächsten Punkt (der in etwa mit dem Sommer der Südhalbkugel zusammenfällt) trennen den Mars etwa 42 Millionen Kilometer weniger von der Sonne als im sonnenfernsten. Der Sommer auf der Südhalbkugel ist deshalb merklich wärmer als der Nordhalbkugel-Sommer.

„Wenn auf der Südhalbkugel Sommer herrscht, kann dort lokal Wasserdampf zu bestimmten Tageszeiten mit wärmeren Luftmassen aufsteigen und die obere Atmosphäre erreichen“, fasst Dr. Paul Hartogh vom MPS die Ergebnisse der neuen Studie zusammen. In den oberen Atmosphärenschichten tragen Luftströme das Gas entlang der Längengrade zum Nordpol, wo es abkühlt und wieder hinabsinkt. Ein Teil des Wasserdampfes entkommt diesem Kreislauf jedoch: Unter dem Einfluss der Sonnenstrahlung zerfallen die Wassermoleküle; Wasserstoff entweicht ins All.

Eine weitere marsianische Besonderheit kann den ungewöhnlichen Wasserkreislauf verstärken: gewaltige, den gesamten Planeten umspannende Staubstürme, die den Mars im Abstand mehrerer Jahre immer wieder heimsuchen. Die letzten Stürme dieser Art ereigneten sich 2018 und 2007 und wurden von Raumsonden in einer Umlaufbahn um den Mars umfassend dokumentiert. „Die Staubmengen, die während eines solchen Sturms durch die Atmosphäre wirbeln, erleichtern den Transport von Wasserdampf in hohe Luftschichten“, so Dr. Alexander Medvedev vom MPS.

Die Forscher berechneten, dass während des Staubsturms von 2007 doppelt so viel Wasserdampf die oberen Atmosphäre erreichte wie bei einem sturmlosen Sommer auf der Südhalbkugel. Da die Staubpartikel Sonnenlicht absorbieren und sich dadurch erwärmen, steigen die Temperaturen in der gesamten Atmosphäre um bis 30 Grad. „Unser Modell bildet in bisher unerreichter Genauigkeit ab, wie der Staub in der Atmosphäre die mikrophysikalischen Prozesse, die bei der Umwandlung von Eis in Wasserdampf eine Rolle spielen, beeinflusst“, erklärt Dmitry Shaposhnikov vom Moskauer Institut für Physik und Technologie, Erstautor der neuen Studie.

„Die Marsatmosphäre ist offenbar durchlässiger für Wasserdampf als die der Erde“, bilanziert Hartogh. „Der neue gefundene saisonale Wasserkreislauf trägt massiv dazu bei, dass der Planet weiterhin Wasser verliert.“

Das Forschungsprojekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt.

Originalveröffentlichung:

D. Shaposhnikov, A.S. Medvedev, A.V. Rodin, P. Hartogh Seasonal Water “Pump” in the Atmosphere of Mars: Vertical Transport to the Thermosphere Geophysical Research Letters, online veröffentlicht am 29. April 2019 Seasonal Water “Pump” in the Atmosphere of Mars: Vertical Transport to the Thermosphere

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Autor: Star-Light .

Als habitable Zone (auch Lebenszone, bewohnbare Zone) bezeichnet man im Allgemeinen den Abstandsbereich, in dem sich ein Planet von seinem Zentralgestirn befinden muss, damit Wasser dauerhaft in flüssiger Form auf der Oberfläche existieren kann. Dies wird als wichtige Voraussetzung für die Entstehung von Leben angesehen.

Insgesamt wurden allein mit Hilfe des Weltraumteleskops Kepler bis dato 21 Planeten in der habitablen Zone eines Sterns bestätigt. Ob es dort aber tatsächlich Leben gibt, kann Kepler nicht feststellen.

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