Leben könnte direkt vor unserer Nase im Sonnensystem existieren – die Monde von Jupiter und Saturn sind von großem Interesse. Europa und Enceladus könnten riesige unterirdische Ozeane beherbergen, in denen zumindest mikrobielles Leben möglich wäre. Dank neuer Daten des James-Webb-Weltraumteleskops haben Wissenschaftler überzeugende Hinweise auf außerirdisches Leben auf einem Exoplaneten entdeckt. Doch ist Wasser tatsächlich eine notwendige Voraussetzung für Leben? Eine neue Studie hat gezeigt, dass sich ionische Flüssigkeiten dort bilden können, wo flüssiges Wasser nicht vorkommt, da sie über einen weiten Temperatur- und Druckbereich flüssig bleiben. Diese ionischen Flüssigkeiten könnten letztendlich Biomoleküle wie Proteine unterstützen.
Der Planet K2-18b befindet sich im Sternbild Löwe, 124 Lichtjahre von der Erde entfernt. Zwei unabhängige wissenschaftliche Studien kamen 2019 nach dem Vergleich von Daten der Weltraumteleskope Kepler, Spitzer und Hubble zu dem Schluss, dass die Atmosphäre von K2-18b erhebliche Mengen an Wasserdampf enthält und die Bedingungen für die Bildung von flüssigem Wasser günstig sind. 2020 wurde die Hypothese aufgestellt, dass K2-18b einen Ozean mit bewohnbarem Wasser beherbergen könnte.
Stephans Quintett ist eine Gruppe von fünf Galaxien im Sternbild Pegasus. Dies ist die bisher größte Aufnahme des James-Webb-Weltraumteleskops, zusammengesetzt aus 1.000 Einzelbildern. NASA, ESA, CSA und STScI
Im Jahr 2023 wurden nach der Auswertung von Daten des James-Webb-Weltraumteleskops Methan- und Kohlendioxidmoleküle in der Atmosphäre des Planeten nachgewiesen, ebenso wie Hinweise auf das mögliche Vorhandensein eines wichtigen Lebensmarkers – Dimethylsulfid. Dies könnte auf die Existenz von Leben in dem hypothetischen Ozean auf der Oberfläche von K2-18b hindeuten.
Und schließlich werden im April 2025 die Ergebnisse weiterer Messungen veröffentlicht, die eine signifikante Menge an Dimethylsulfid und/oder Dimethyldisulfid in der Atmosphäre bestätigen.
Abschluss der Tests des James-Webb-Teleskops (Februar 2020). NASA/Chris Gunn
„Auf der Erde werden Dimethylsulfid und Dimethyldisulfid ausschließlich von Lebewesen, vorwiegend Mikroorganismen wie marinem Phytoplankton, produziert. Obwohl ein unbekannter chemischer Prozess die Quelle dieser Moleküle in der Atmosphäre von K2-18b sein könnte, liefern die Ergebnisse den bisher stärksten Beweis dafür, dass Leben auf einem Planeten außerhalb unseres Sonnensystems existieren kann“, so eine Veröffentlichung von Wissenschaftlern der Universität Cambridge.
Es wurde außerdem festgestellt, dass die Konzentration dieser Verbindungen in der Atmosphäre von K2-18b diejenige der Erde bei weitem übersteigt und mehr als zehn Teile pro Million erreicht, während sie auf der Erde weniger als ein Teil pro Million beträgt.
Wie üblich sichern sich die Wissenschaftler jedoch ab. Professor Nikku Madhusudhan, ein Mitglied des Forschungsteams, erklärt, dass Astronomen trotz des „vorsichtigen Optimismus“ hinsichtlich der Ergebnisse weitere Daten benötigen.
Sonnensystem. Pixabay / Valera268268
Und dennoch erklärt er: „Angesichts all dessen, was wir über diesen Planeten wissen, ist eine Welt mit einem Ozean, der von Leben wimmelt, das Szenario, das am besten zu den uns vorliegenden Daten passt“, und bezieht sich dabei auf K2-18b.
K2-18b ist größer als die Erde: Sein Radius ist 2,6-mal so groß und seine Masse 8,6-mal so groß. Der Planet befindet sich jedoch sehr nah an seinem Stern, einem kleinen roten Zwerg, und innerhalb seiner habitablen Zone. Dies deutet darauf hin, dass der Exoplanet etwa die gleiche Menge an Sternenlicht und Wärme empfängt wie die Erde von der Sonne. K2-18b umkreist seinen Stern in nur 33 Tagen.
Besonders bemerkenswert ist die hohe Wahrscheinlichkeit, dass K2-18b vollständig von einer mehrere Kilometer dicken Wasserschicht bedeckt ist. Den gewonnenen Daten zufolge könnte Wasser etwa die Hälfte seiner Masse ausmachen. Im Vergleich dazu ist der Wasseranteil auf der Erde trotz ihres scheinbar großen Volumens recht gering – er beträgt nur 0,02 Prozent der Erdmasse.
Eine Aufnahme des Andromedanebels (Galaxie M31), aufgenommen mit der HSC-Kamera des Subaru-Teleskops. HSC-Projekt/NAOJ
K2-18b ist jedoch bei Weitem nicht der einzige Planet, der hypothetisch Leben beherbergen könnte; Wissenschaftler kennen Dutzende solcher Welten. Ross 128 b beispielsweise ist ein Exoplanet im Ross-128-Sternsystem im Sternbild Jungfrau und befindet sich in etwa 11 Lichtjahren Entfernung. Der Planet ist potenziell lebensfreundlich. Es gibt jedoch einen Nachteil: Seine Masse ist fast anderthalbmal so groß wie die der Erde. Die Temperaturen dort könnten nach ersten Schätzungen zwischen 0 und 21 Grad Celsius liegen.
Ein Himmelsausschnitt um den roten Zwergstern Ross 128 im Sternbild Jungfrau. ESO
Leben könnte direkt vor unserer Nase im Sonnensystem existieren – die Monde von Jupiter und Saturn sind in dieser Hinsicht von großem Interesse. Europa und Enceladus könnten riesige unterirdische Ozeane beherbergen, in denen zumindest mikrobielles Leben möglich wäre.
Saturnringe. NASA/JPL-Caltech/SSI
Aber ist Wasser wirklich eine notwendige Voraussetzung für Leben? Außerirdische könnten in wahrhaft exotischen Gewässern schwimmen. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass auch andere Flüssigkeiten Leben auf Welten jenseits unserer Erde ermöglichen könnten.
„Wir betrachten Wasser als lebensnotwendig, weil es die Voraussetzung für Leben auf der Erde ist. Betrachtet man es jedoch allgemeiner, so zeigt sich, dass Leben eine Flüssigkeit benötigt, in der Stoffwechselprozesse stattfinden können“, erklärte Studienleiterin Rachana Agrawal, Postdoktorandin am Massachusetts Institute of Technology (MIT). Die Studie des Teams wurde am 11. August 2025 in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ veröffentlicht.
Agrawal und ihr Team untersuchten ionische Flüssigkeiten – Salze, die bei Temperaturen unterhalb ihres Siedepunkts (unter 100 Grad Celsius) flüssig bleiben – als potenziellen Lebensraum. Laut den Laborexperimenten der Forscher könnten sich ionische Flüssigkeiten wahrscheinlich aus Komponenten bilden, die auf Gesteinsplaneten und deren Monden vorkommen.
Am wichtigsten war die Erkenntnis des Teams, dass sich ionische Flüssigkeiten dort bilden können, wo flüssiges Wasser nicht vorkommt, da sie über einen weiten Temperatur- und Druckbereich flüssig bleiben. Letztendlich können diese ionischen Flüssigkeiten Biomoleküle wie Proteine unterstützen.
Eine neue Studie hat gezeigt, dass Wasser möglicherweise nicht die einzige Flüssigkeit ist, die Leben ermöglichen kann. José-Luis Olivares, Massachusetts Institute of Technology
„Dies könnte die bewohnbare Zone aller Gesteinswelten erheblich vergrößern“, sagte Agrawal.
In der Wissenschaft könnte man diese Entdeckung als glücklichen Zufall bezeichnen. Das Team hatte ursprünglich geplant, nach Lebenszeichen auf der Venus zu suchen, indem es Schwefelsäure aus ihren Wolken gewinnen und verdampfen lassen wollte. Nach Verdampfungsexperimenten stellten die Forscher jedoch fest, dass stets eine Flüssigkeitsschicht zurückblieb. Sie ermittelten, dass es sich bei dieser Schicht um eine ionische Flüssigkeit handelte, die durch die Reaktion von Schwefelsäure mit Glycin entstanden war.
„Von da an versuchten wir uns vorzustellen, was das bedeuten könnte“, sagte Agrawal. „Schwefelsäure findet sich in Vulkanen auf der Erde, und organische Verbindungen kommen auf Asteroiden und anderen Himmelskörpern vor. Das brachte uns auf die Idee, dass sich ionische Flüssigkeiten auf Exoplaneten bilden und dort natürlich vorkommen könnten.“
Natürlich ist weitere Forschung nötig. „Wir haben gerade die Büchse der Pandora geöffnet und damit eine ganze Reihe neuer Forschungsfragen aufgeworfen“, sagte MIT-Professorin Sara Seager, eine der Koautorinnen der Studie. „Es war eine bemerkenswerte Reise.“
Eine am 28. Juli im International Journal of Astrobiology veröffentlichte Studie untersucht die Möglichkeit von Leben auf dem Mars sowie auf Jupiters Mond Europa und Saturns Mond Enceladus. Diese eisigen Welten sind, zumindest an der Oberfläche, relativ lebensfeindlich. Doch unter der Oberfläche enthalten sie riesige Mengen an flüssigem oder gefrorenem Wasser. Die Forscher untersuchten, ob kosmische Strahlung chemische Reaktionen im Wasser ausreichend aktivieren kann, um biologische Aktivität zu ermöglichen.
Eine neue Studie legt nahe, dass kosmische Strahlung möglicherweise die Energie liefern könnte, die benötigt wird, um außerirdisches Leben tief unter der Oberfläche von Eiswelten wie Mars, Europa und Enceladus zu erzeugen.
Bei der Suche nach außerirdischem Leben untersuchen Wissenschaftler zunächst die sogenannte habitable Zone – jene Region um einen Stern, in der die Sonneneinstrahlung die Temperaturen weder zu hoch noch zu niedrig für flüssiges Wasser auf der Oberfläche erzeugt. Eine Forschergruppe hat jedoch eine weitere Region vorgeschlagen, in der Leben möglich sein könnte: die radiolithische habitable Zone. Dort könnten kosmische Strahlen (auch kosmische Strahlung genannt) genügend Energie erzeugen, um Leben tief unter Wasser oder unter Eis zu ermöglichen.
Eine neue Studie legt nahe, dass kosmische Strahlung die Entstehung von Leben jenseits der bisher bekannten habitablen Zonen begünstigen könnte. DrPixel/Getty Images
„Leben könnte an mehr Orten existieren, als wir je angenommen haben“, sagte Dimitra Atri, Astrophysikerin an der New York University in Abu Dhabi, Vereinigte Arabische Emirate, und Mitautorin der neuen Studie. „Anstatt nur nach warmen, sonnigen Planeten zu suchen, können wir nun auch kalte, dunkle Orte in Betracht ziehen, sofern sie Wasser unter der Oberfläche enthalten und kosmischer Strahlung ausgesetzt sind.“
Kosmische Strahlung besteht aus hochenergetischen Teilchen und Atomkernen, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch den Weltraum bewegen. Sie entsteht durch die Aktivität von Sternen, Supernovae und in einigen Fällen auch von Schwarzen Löchern. Auf der Erde dringt der Großteil der kosmischen Strahlung nicht durch die dichte Atmosphäre unseres Planeten. Auf Planeten mit dünneren Atmosphären, wie beispielsweise dem Mars, kann sie jedoch die Oberfläche und möglicherweise sogar den Untergrund erreichen.
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In dieser Studie simulierte das Team mithilfe von Computermodellen, wie viel Energie diese kosmische Strahlung auf unterirdisches Eis und Wasser auf dem Mars und Planeten wie Jupiters Mond Europa übertragen könnte. Sie fanden heraus, dass einige hochenergetische Teilchen unter die Oberfläche vordringen können. Dort angekommen, würden die Strahlen vorhandene Wassermoleküle aufspalten und dabei in einem Prozess namens Elektrolyse Elektronen freisetzen. Dies könnte potenziell genügend Energie erzeugen, um Leben zu ermöglichen – und vielleicht sogar dessen Entstehung zu bewirken.
Forscher haben vorhergesagt, dass Saturns Eismond Enceladus das größte Potenzial für die Entstehung von Leben besitzt, gefolgt von Mars und Europa. Astrobiologen planen, diese Planeten in den kommenden Jahren mithilfe von Daten von Teleskopen wie dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) und Sonden wie NASAs Europa Clipper, die sich derzeit auf dem Weg zu Jupiters Mond befindet, genauer zu untersuchen.
Die neue Forschung hat jedoch auch Auswirkungen auf die Suche nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems. „Diese Entdeckung verändert unser Verständnis davon, wo Leben existieren könnte“, erklärte Atri in einer Stellungnahme.
In einer weiteren Studie wiesen Wissenschaftler mithilfe von ultraviolettem Licht geringe Mengen eines Superalkohols in gasförmiger Form nach. Sie synthetisierten Methantetrol, einen schwer fassbaren Alkohol, der die Grundlage für außerirdisches Leben bilden könnte. Chemiker haben einen „Superalkohol“ synthetisiert, der zuvor als zu instabil für seine Existenz galt. Das Molekül entstand unter extremen Bedingungen im Weltraum und könnte Aufschluss über die komplexen Reaktionen geben, die für die Entstehung außerirdischen Lebens notwendig sind.
Der Superalkohol Methantetrol ist der einzige Alkohol mit vier Sauerstoff- und Wasserstoffgruppen um ein einzelnes Kohlenstoffatom. Er gilt als ein wichtiger Baustein des Lebens im Universum. „Diese Arbeit erweitert unser Wissen über die kosmische Chemie“, sagte Ralph Kaiser, Chemiker an der Universität von Hawaii und Mitautor der Studie.
Methanetetrol gehört zur Gruppe der Orthosäuren, einer Verbindungsklasse, die in der Chemie des frühen Lebens als entscheidend gilt. Diese Verbindungen sind jedoch schwer zu isolieren und zu untersuchen. Beispielsweise macht die große Anzahl an Sauerstoffbindungen Methanetetrol extrem instabil und anfällig für Abbau, wenn bestimmte Umweltbedingungen nicht gegeben sind.
Laut der Erklärung kommt Methantetrol auf der Erde nicht natürlich vor, aber Wissenschaftler spekulieren seit über einem Jahrhundert über seine Existenz und chemische Struktur.
Um die Bildung von Methantetrol im Weltraum zu simulieren, platzierten die Forscher Wasser und Kohlendioxid in einem Kryokühler, der auf minus 451 Grad Fahrenheit (minus 268 Grad Celsius) eingestellt war, und setzten das Gemisch dann einer kosmischen Strahlung aus, um die notwendigen chemischen Reaktionen zur Verschmelzung der Moleküle auszulösen.
Wissenschaftler vermuten die Existenz von Methantetrol seit über einem Jahrhundert, doch es kommt auf der Erde nicht natürlich vor. Andrew Turner
Mithilfe von ultraviolettem Licht wiesen Wissenschaftler geringe Mengen an Superalkohol in gasförmiger Form nach.
„Diese Arbeit führt die experimentellen und rechnergestützten Möglichkeiten an die letzte Grenze, auf die nächste Stufe, über das hinaus, was bisher aufgrund fehlender experimenteller und rechnergestützter Ansätze nicht erreicht werden konnte“, sagte Kaiser in einer weiteren Erklärung.
Da Astrobiologen nun die Möglichkeit haben, Methantetrol zu untersuchen, können sie lernen, wie der Alkohol synthetisiert wird und mit anderen Molekülen in den kältesten Teilen des Weltraums reagiert, beispielsweise in Staubwolken, in denen Sterne und Planeten entstehen.
„Hier haben wir ein kompaktes Kohlenstoff-Sauerstoff-Molekül, das einfach explodieren will“, sagte Ryan Fortenberry, Astrochemiker an der Universität von Mississippi und Mitautor der Studie, in einer Erklärung. „Und wenn es das tut, bildet es bei Zufuhr von Energie Wasser, Wasserstoffperoxid und eine Reihe weiterer potenziell lebensfördernder Verbindungen.“
Methanetetrol ist eine Art „Keimmolekül des Lebens“, das zu einem Baustein des Lebens im gesamten Universum werden könnte. „Es ist etwas, das, wenn man ihm die Chance dazu gibt, komplexere chemische Prozesse auslösen könnte.“
Fortenberry verglich Alkohol mit einer Eichel, die sich nicht von selbst in einen Baum verwandeln kann, sondern dazu bestimmte Bedingungen und Reaktionen benötigt.
Chemiker schlussfolgerten, dass Methantetrol, da es sich unter Laborbedingungen ähnlich denen im Weltraum bilden kann, auch im Weltraum entstehen könnte. „Wenn wir Orte finden, an denen Methantetrol natürlich vorkommt, wissen wir, dass dort potenzielle Bausteine für Leben vorhanden sind“, sagte Fortenberry.
Die im April 2024 in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlichten Forschungsergebnisse beweisen, dass einige Exoplaneten, insbesondere solche, die kühlere rote Zwerge umkreisen, möglicherweise violette Vegetation aufweisen, anstatt der grünlichen, die auf der Erde zu finden ist.
Eine Studie der Cornell University hat ergeben, dass ein charakteristischer violetter „Lichtfingerabdruck“ ein Hinweis auf außerirdisches Leben sein könnte. Obwohl die Erde aufgrund ihrer Ozeane oft als „blasser blauer Punkt“ bezeichnet wird, ist der größte Teil ihrer Landmasse grün. Pflanzen nutzen Chlorophyll (das rotes und blaues Licht absorbiert, aber grünes Licht reflektiert), um Sonnenenergie einzufangen und mithilfe von Kohlenstoff und Wasser Nährstoffe zu produzieren – ein Prozess, der als Photosynthese bekannt ist. Während diese Biologiestunde für die vierte Klasse die Hauptmethode beschreibt, mit der Pflanzen auf unserem Planeten gedeihen, könnte das Leben auf anderen erdähnlichen Exoplaneten (insbesondere solchen, die rote Zwergsterne umkreisen) eine völlig andere Methode nutzen – eine, die die gesamte Welt violett färben würde.
Wissenschaftler der Cornell University haben analysiert, wie außerirdische Pflanzen, die Infrarotstrahlung zur Photosynthese nutzen, die Farben fremder Welten verändern könnten. Diese Bakterienarten, darunter phototrophe anoxygenische und photoheterotrophe Bakterien, könnten eine charakteristische „Lichtsignatur“ aussenden, die von zukünftigen Observatorien, wie beispielsweise dem Extremely Large Telescope (ELT) der Europäischen Südsternwarte, erfasst werden könnte.
„Lila Bakterien können unter verschiedensten Bedingungen gedeihen und sind daher vielversprechende Kandidaten für Leben, die in der Lage sind, unterschiedlichste Lebensräume zu besiedeln“, sagte Lygia Fonseca Coelho, Doktorandin an der Cornell University, in einer Pressemitteilung. „Sie gedeihen hier bereits in bestimmten Nischen … stellen Sie sich nur vor, sie müssten nicht mit grünen Pflanzen, Algen und Bakterien konkurrieren: Eine rote Sonne könnte die günstigsten Bedingungen für die Photosynthese schaffen.“
Um die Farbe und chemische Zusammensetzung eines solchen Planeten zu verstehen, sammelten Coelho und ihre Kollegen 20 Proben von violetten Schwefel- und Nichtschwefelbakterien aus verschiedenen Regionen der Welt, darunter hydrothermale Quellen und sogar Teiche in der Nähe des Cornell-Campus. Diese Bakterien nutzen energiearme rote und infrarote Wellenlängen für einen Prozess, der der Photosynthese ähnelt. Obwohl violette Bakterien heute ihren natürlichen Lebensraum besetzen, vermuten einige Wissenschaftler, dass die Erde in der Frühzeit deutlich violetter war als heute.
Eine Studie der Universität Maryland aus dem Jahr 2022 untersuchte, warum Pflanzen grünes Licht reflektieren, obwohl die Sonne technisch gesehen den größten Teil ihres Lichts im blaugrünen Spektrum aussendet. Die Wissenschaftler argumentierten, dass das lichtempfindliche Molekül Retinal (das sich auf der Erde vor Chlorophyll entwickelte) grünes Licht absorbiert und rotes sowie violettes Licht reflektiert, das für das menschliche Auge violett erscheinen würde.
Als sich das Chlorophyllmolekül auf der Erde entwickelte – vor allem aufgrund des steigenden Sauerstoffgehalts –, wurde das grüne Sonnenlicht bereits von Pflanzen mithilfe von Retinal absorbiert. Daher absorbierte das Molekül stattdessen das gesamte übrige verfügbare Licht. Obwohl die Sonne in diesem Spektrum weniger Licht emittiert, war Chlorophyll Teil eines komplexeren und effizienteren Photosynthesesystems, und die grüne Farbe der Erde begann sich herauszubilden.
Auf sauerstoffarmen Exoplaneten, die kühle rote Zwerge umkreisen, könnten die Verhältnisse jedoch völlig anders aussehen. Coelho entwickelte verschiedene Modelle erdähnlicher Planeten in unterschiedlichen feuchten und trockenen Umgebungen, und viele der simulierten „Lichtsignaturen“ erwiesen sich als violett.
„Wenn Purpurbakterien auf der Oberfläche einer gefrorenen Erde, einer Ozeanwelt, einer Schneeball-Erde oder einer modernen Erde, die einen kühleren Stern umkreist, gedeihen“, sagte Coelho in einer Pressemitteilung, „dann haben wir jetzt die Werkzeuge, um sie zu finden.“
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