Die Suche nach Anzeichen eines intelligenten Lebens anderswo im Kosmos war frustrierend leise. Aber vielleicht sprechen Außerirdische nicht, weil sie mit brutal hohen Strahlendosen zu kämpfen hatten. Wenn jemand da draußen ist, kann er tief unter riesigen Ozeanen leben, was es unwahrscheinlich macht, dass er versucht, mit Oberflächenbewohnern zu kommunizieren.
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Eine neue Analyse der kosmischen Evolution legt nahe, dass Planeten im frühen Universum mit Strahlenexplosionen von Tausenden bis Millionen von Malen höher getroffen wurden, als es die Erde jemals erlebt hat. Das liegt daran, dass in diesen Epochen die Bildung von Schwarzen Löchern und Sternen stärker war und alles im Universum auch viel enger beieinander lag, was dichtere Strahlungsdosen ermöglichte als die heutigen Planeten.
"Wir leben in einer ruhigen Zeit im Universum", sagt Paul Mason von der New Mexico State University. "Die Vergangenheit war viel gewalttätiger, besonders kurzfristig."
Mason arbeitete mit Peter Biermann vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Deutschland zusammen, um zu verstehen, wie Strahlung sowohl innerhalb als auch außerhalb von Galaxien die Entwicklung des Lebens beeinflussen kann. Sie stellten fest, dass das Leben auf der Oberfläche von Planeten in der ersten Hälfte des 13, 8-Milliarden-Jahres-Lebens des Universums eine schwierige Zeit gehabt hätte.
Um zu ihrer Schlussfolgerung zu gelangen, spulte das Paar das expandierende Universum zurück, um die Auswirkungen, die dichtere galaktische Nachbarschaften der Vergangenheit aufeinander gehabt haben könnten, besser zu verstehen. Sie untersuchten auch die Rolle, die das Magnetfeld der Milchstraße für das Leben in unserer Heimatgalaxie gespielt haben könnte. Mason präsentierte die Ergebnisse Anfang dieses Monats auf dem 227. Treffen der American Astronomical Society in Kissimmee, Florida.
Einige der gefährlichsten Regionen für das Leben in allen Epochen sind solche mit häufiger Sternentstehung, wie das Zentrum einer Galaxie. Denn wo Sterne geboren werden, sterben sie auch. Wenn diese Todesfälle als gewalttätige Supernovae auftreten, können Planeten in der Nähe mit Strahlung überschüttet oder ihrer Schutzatmosphäre entzogen werden, wodurch das Leben auf der Oberfläche noch mehr Strahlung von Sternen und anderen kosmischen Quellen ausgesetzt wird.
Die Sternentstehung ist in Galaxien ein ständiges Problem, aber laut Mason traten sowohl die Geburt von Sternen als auch deren explosive Todesfälle in den frühen Jahren der Milchstraße schneller auf.
"Während der gesamten Geschichte der Galaxie haben sich vor allem in der Vergangenheit viele Sterne gebildet", sagt Mason.
Galaktische Zentren sind auch schlechte Nachbarn, da die meisten von ihnen supermassereiche Schwarze Löcher enthalten. Diese Schwarzen Löcher fressen oft aktiv, was schädliche Strahlung auf alle Planeten in der Nähe schleudert. Obwohl das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße heute nicht aktiv ist, gibt Mason eine gute Chance, dass es in der Vergangenheit war.
Selbst dann waren die Außenbezirke von Galaxien, in denen die Sternentstehung ruhig ist und sich keine supermassiven Schwarzen Löcher befinden, möglicherweise nicht so sicher wie gedacht. Die Milchstraße und andere Galaxien haben ihre eigenen schwachen Magnetfelder. Und laut dem Physiker Glennys Farrar von der New York University ist die primäre Quelle des Magnetfelds der Milchstraße ein Rätsel, aber seine Auswirkungen können sowohl hilfreich als auch schädlich für die Entwicklung des Lebens sein.
Zum Beispiel können geladene Teilchen von Supernovae und supermassiven Schwarzen Löchern mit dem galaktischen Magnetfeld interagieren, das dann die schädlichen Strahlen verteilt. Laut Mason können kosmische Strahlen 10 Millionen Jahre lang auf dem Feld überleben und so genügend Zeit gewinnen, um an die Außenkanten einer Galaxie zu gelangen.
"Sie könnten weit vom Zentrum entfernt sein und dennoch von den Vorgängen im Zentrum betroffen sein", sagt Mason. Insgesamt könnten die Strahlungswerte in der ersten Hälfte des Lebens des Universums in seinen Galaxien tausendmal höher sein, aber die Spitzen der galaktischen Zentren, wenn die zentralen schwarzen Löcher gespeist werden, könnten bis zu zehn Millionen Mal höher sein, was ein dramatisches Ergebnis darstellt Erhöhung, die für das Leben auf der Oberfläche schlecht sein könnte.
"Für jede bestimmte Galaxie im Universum wären die Ausbrüche ihres eigenen galaktischen Zentrums wahrscheinlich die schädlichsten Quellen für kosmische Strahlen", sagt Mason.
Wenn sich das Leben unter dem Meer oder im Untergrund entwickelt, kann es von einigen oder allen Strahlungen abgeschirmt werden. Mason weist jedoch darauf hin, dass der Weg zu komplexen Gesellschaften auf der Erde ein Leben erforderte, das von den Meeren an Land ging. Es ist möglich, dass außerirdische Gesellschaften unter den Ozeanen anderer Planeten existieren, obwohl es mit der heutigen Technologie äußerst schwierig wäre, Anzeichen dafür zu finden.
Ein Hinweis auf gute Nachrichten kommt von Kugelhaufen, Gruppen von gravitativ gebundenen Sternen, die Galaxien umkreisen. Die Milchstraße hat mehr als 150 dieser Satelliten, während größere Galaxien Hunderte oder sogar Tausende enthalten können.
Das Hubble-Weltraumteleskop hat dieses Bild aufgenommen, wenn der Kugelsternhaufen 47 Tucanae 16.700 Lichtjahre entfernt ist. (NASA, ESA und Hubble Heritage (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration) Sterne in diesen Clustern bilden sich in der Regel ungefähr zur selben Zeit, innerhalb weniger Generationen. Diejenigen, die in Supernovae explodieren, sterben ziemlich schnell und hinterlassen langlebige Geschwister, die viel Zeit haben, Planeten zu bauen, die frei von ständigen Strahlenbädern wären.
Mehrere Forschungsarbeiten haben Kugelsternhaufen als potenzielle Lebensräume betrachtet. Während einige Wissenschaftler vermuten, dass den Sternen in diesen Clustern das notwendige Material fehlt, um Planeten zu bauen, verweisen andere Forscher auf einige der vielfältigen Planeten, die das Kepler-Weltraumteleskop der NASA bisher gefunden hat und die sich trotz eines Mangels an diesen Materialien in ihren Wirtssternen gebildet haben.
Abgesehen von der reduzierten Supernova-Strahlung bedeutet die hohe Sternendichte in Kugelhaufen, dass die meisten Sterne Nachbarn haben, die weit entfernt von unserer relativ isolierten Sonne liegen, was größere Chancen für interstellare Reisen und Kommunikation bietet.
Basierend auf der Geschwindigkeit der kosmischen Expansion schlägt Mason vor, dass das Universum nicht mehr als 7 bis 9 Milliarden Jahre nach dem Urknall einen für das Leben günstigsten Zustand erreicht hätte. Ab diesem Zeitpunkt könnte es "Lebensräume" geben - lebensfreundliche Zonen, die lokale Quellen kosmischer Strahlung meiden könnten.
Auf der Suche nach diesen Taschen könnten Kugelhaufen sogar bessere Orte zum Scannen sein als Galaxien, sagt Mason: "Kugelhaufen haben mit einigen Einschränkungen einen Vorteil."
Selbst diese Cluster entziehen sich jedoch möglicherweise nicht vollständig dem Strahlungsrisiko. Wenn sie ihre Elterngalaxien umkreisen, können sie in der Nähe oder sogar durch die galaktische Ebene wandern. Sogar diese kurze Begegnung könnte Planeten in den Clustern periodischen Spitzen in kosmischen Strahlen aussetzen. Sie würden auch zumindest kurz mit dem Magnetfeld ihrer Muttergalaxie interagieren, was bedeutet, dass sie jeglicher Strahlung ausgesetzt sein könnten, die in ihnen eingeschlossen ist.
Hochenergetische kosmische Strahlen aus den Zentren anderer Galaxien sowie rätselhafte Gammastrahlenexplosionen könnten Planeten auch in Kugelhaufen versengen. Dies wäre in der Vergangenheit ein größeres Problem gewesen, da Galaxien früher viel enger beieinander lagen als heute, was die Begegnungen mit anderen Galaxien noch häufiger macht.
Diese extragalaktischen Strahlungsereignisse wären seltener, aber weitaus stärker. Laut Jeremy Webb, Postdoktorand an der Indiana University, haben Kugelhaufen keine eigenen Magnetfelder. Dies bedeutet, dass sie keinen Schutz vor den weniger gefährlichen kosmischen Strahlen ihrer Nachbarn haben. Und während das Magnetfeld der Partnergalaxie des Clusters dazu beitragen könnte, einige der schwächeren Strahlen abzulenken, würden laut Mason die stärksten immer noch eindringen.
"Es gibt keinen Ort zum Verstecken", sagt Mason. "Auch in einem Kugelsternhaufen kann man sich nicht vor diesen verstecken."
