![\"Ein](\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/352344main_A-VB10b_art-516.jpg\")
<\/a>Damit das funktioniert braucht es nat\u00fcrlich Licht. Die meisten Sterne in unserer Milchstra\u00dfe sind sogenannte rote Zwerge (auch „M-Zwerge“ genannt); also Sterne, die kleiner und k\u00fchler sind als die Sonne. Es spricht nichts dagegen, dass auch bei M-Zwergen Planeten existieren und man hat dort schon Planeten entdeckt. Es ist nur ein wenig kniffliger, dort einen lebensfreundlichen<\/i> Planeten zu finden, denn daf\u00fcr braucht es ja ausreichend Licht vom Stern. Es darf nicht zu k\u00fchl sein und damit das bei den kleinen roten Zwergen klappt, muss der Planet sehr dicht an den Stern r\u00fccken. So dicht, dass die Gezeitenkr\u00e4fte zwischen Stern und Planet sehr stark werden und die Rotationsgeschwindigkeit des kleineren Himmelsk\u00f6rpers beeinflusst wird. Es passiert dann das, was auch bei Erde und Mond passiert ist, denn auch hier hat die Gezeitenkraft die Rotationsgeschwindigkeit des Mondes verringert<\/a>, so dass er nun f\u00fcr einen Umlauf um die Erde genau so lange braucht wie f\u00fcr eine Drehung um seine eigene Achse. Das nennt man in der Astronomie eine „1:1 Spin-Orbit-Resonanz“ und f\u00fchrt dazu, dass wir von der Erde aus immer die selbe Seite des Mondes sehen.<\/p>\n Auch ein Planet der seinem roten Zwerg nahe genug ist, kann in so einer Spin-Orbit-Resonanz landen. Dann w\u00fcrde eine Seite des Planeten st\u00e4ndig vom Stern bestrahlt werden w\u00e4hrend die andere in st\u00e4ndiger Dunkelheit liegt. Auf der einen Seite w\u00e4re es immer hell und hei\u00df, auf der anderen immer dunkel und eiskalt. Es ist unklar, ob sich auf so einem Planet Leben entwickeln k\u00f6nnte. Das h\u00e4ngt von der Atmosph\u00e4re ab und wie gut sie die W\u00e4rme \u00fcber den Planeten verteilen kann. Mit Photosynthese wird es auf der immer dunklen Seite aber sicherlich nichts und ob es den Pflanzen auf der aufgeheizten hellen Seite besser geht ist zweifelhaft. Aber es gibt noch andere M\u00f6glichkeiten. Es muss ja keine 1:1 Spin-Orbit-Resonanz sein…<\/p>\n Merkur zum Beispiel befindet sich einer 3:2 Spin-Orbit-Resonanz mit der Sonne. Dass hei\u00dft, w\u00e4hrend 2 Uml\u00e4ufen um die Sonne dreht sich Merkur dreimal um seine eigene Achse. Ein Merkurjahr ist also immer 1,5 Merkurtage lang. Diese Animation zeigt, wie man sich das vorstellen kann:<\/p>\n So etwas passiert oft dann, wenn die Bahn des Planeten ein bisschen exzentrisch, also nicht exakt kreisf\u00f6rmig, ist und das trifft auf Merkur zu. Vielleicht aber auch auf extrasolare Planeten. Wie sieht es dann in diesem Fall mit der Photosynthese aus? Das haben Sarah Brown von der Universit\u00e4t Edinburgh und ihre Kollegen k\u00fcrzlich untersucht („Photosynthetic Potential of Planets in 3:2 Spin Orbit Resonances“<\/a>). Auf einem hypothetischen Exoplaneten mit einer 3:2 Spin-Orbit-Resonanz gibt es also lange Tage, aber auch lange N\u00e4chte. Will man wissen, wie viel Licht auf den Planeten f\u00e4llt, muss man wissen, wie hoch der Stern im Laufe der langen Tage am Himmel steht und wie sich das ver\u00e4ndert. Von der Erde kennen wir das ja und lernen es schon in der Grundschule: Die Sonne geht im Osten auf, erreicht Mittags ihren h\u00f6chsten Punkt am Himmel im S\u00fcden und geht abends im Westen wieder unter. Bei den resonanten Planeten dauert so ein Auf- und Untergang nat\u00fcrlich l\u00e4nger – und manchmal kommt der Stern nach dem Untergang sogar kurz wieder zur\u00fcck bzw. verschwindet nach dem Aufgang gleich wieder. Das zeigt dieses Diagramm:<\/p>\n Links sehen wir das, was wir auch von der Erde kennen. Die x-Achse zeigt die Zeit bzw. wie oft der Planet den Stern umrundet hat. Die Skala l\u00e4uft von 0 bis 2; das Diagramm zeigt also 2 Runden um den Stern und damit 3 ganze Planetentage. Die y-Achse zeigt, wo vom Planeten aus der Stern am Himmel zu sehen ist. Die Skala l\u00e4uft von -90 bis +90 Grad. Bei -90 Grad geht der Stern auf, bei 0 Grad steht er am h\u00f6chsten am Himmel und bei +90 Grad geht er unter. Links im Bild sehen wir das erwartete Verhalten: Der Stern geht auf, steigt am Himmel immer h\u00f6her, sinkt wieder und geht schlie\u00dflich unter. Die verschiedenfarbige Linien zeigen die Situation auf verschiedenen Breitengraden an: Gelb ist der \u00c4quator; danach folgen Breiten von 67.5, 45, 22.5 und 0 Grad (also der Pol). Seltsam wird es dann aber im rechten Bild. Da sehen wir im Prinzip genau das gleiche was auch links zu sehen ist. Nur ist die Bahn des Planeten hier jetzt exzentrisch und nicht mehr kreisf\u00f6rmig wie im linken Bild.<\/p>\n Diese Bahnexzentrizit\u00e4t (e=0,3) hat konkrete Auswirkungen. Der Planet ist nun nicht mehr immer gleich weit vom Stern entfernt, sondern mal n\u00e4her und mal weiter weg. Je n\u00e4her der Planet dem Stern aber kommt, desto schneller bewegt er sich auch (2. Keplersche Gesetz). Und nun kann es vorkommen, dass zur Zeit der gr\u00f6\u00dften Ann\u00e4herung die Drehung des Planeten um den Stern<\/i> herum den Effekt der Drehung des Planeten um seine Achse<\/i> aufhebt bzw. sogar r\u00fcckg\u00e4ngig macht. Wenn sich der Planet weit genug um seine Achse gedreht hat, ist der Stern also – wie zu erwarten – hinter dem Horizont verschwunden. Aber weil sich zur Zeit der gr\u00f6\u00dften Ann\u00e4herung der Planet so schnell um den Stern herum dreht, „\u00fcberholt“ diese Drehung quasi kurzfristig die Drehung des Planeten um seine Achse und der Stern taucht nochmal kurz \u00fcber dem Horizont auf, bevor er endg\u00fcltig verschwindet. Gleiches passiert umgekehrt beim Aufgang: Der Stern geht auf, geht kurz danach unter und dann nochmal auf. Das klingt komisch, findet aber beim Merkur tats\u00e4chlich statt. W\u00fcrde man auf seiner Oberfl\u00e4che stehen und die Sonne beobachten, dann w\u00fcrde man genau das sehen.<\/p>\n Das hat nat\u00fcrlich auch Auswirkungen auf die Menge an Licht, die f\u00fcr die Photosynthese zur Verf\u00fcgung steht. Das zeigt dieses Diagramm aus der Arbeit von Brown und ihren Kollegen:<\/p>\n Links wieder der „Normalfall“ mit einem Planeten auf kreisf\u00f6rmiger Bahn. Man sieht eine Karte der Planetenoberfl\u00e4che und die Farbe gibt an, wie hoch die Intensit\u00e4t des einfallenden Sonnenlichts ist. Am \u00c4quator ist es rot, also warm und je n\u00e4her man zu den Polen kommt, desto k\u00e4lter (blauer) wird es. Also im Prinzip so wie auf der Erde. Nur ist bei diesem Problem der „Normalfall“ eigentlich nicht der Normalfall. Damit ein Planet \u00fcberhaupt in die 3:2 Spin-Orbit-Resonanz kommt braucht es (auch komplexen himmelsmechanischen Gr\u00fcnden die ich jetzt nicht im Detail ausbreiten will) eine gewisse Exzentrizit\u00e4t der Bahn, denn ansonsten landet er in der lebensunfreundlichen 1:1 Spin-Orbit-Resonanz. Das linke Bild ist also eigentlich nur ein Vergleichsbild, aber kein „Normalfall“. Den sehen wir eher im rechten Diagramm, das eine Bahnexzentrizit\u00e4t von 0,2 zeigt, also eine leicht exzentrische Bahn, vergleichbar mit der von Merkur. Hier ist es immer noch um den \u00c4quator herum am w\u00e4rmsten – aber es gibt jetzt auch Gegenden auf dem Planeten, wo es immer dunkel ist. Und das macht die Sache relativ kompliziert.<\/p>\n In den hellen, warmen Gegenden solcher Planeten h\u00e4tten die Pflanzen zwar genug Licht – aber die N\u00e4chte dauern trotzdem immer noch enorm lange (ein Jahr hat ja nur 1,5 Tage!) und ob die Pflanzen solche langen Phasen der Dunkelheit \u00fcberstehen, ist zweifelhaft. Die Diagramme oben zeigen ja nur die \u00fcber den kompletten Zyklus gemittelten Werte. Die Pflanzen aber m\u00fcssen die realen dunklen und kalten Phasen \u00fcberstehen, die zwischen den hellen und warmen Tagen folgen. Wieder h\u00e4ngt alles davon ab, wie gut die Atmosph\u00e4re der Planeten die W\u00e4rme verteilen kann. Von der Erde her kennen wir photosynthetische Organismen, die durchaus in Lage sind, l\u00e4ngere Zeiten ohne Licht auszukommen. Das nennt man Mixotrophie<\/a> und bedeutet, dass die Lebewesen einerseits Photosynthese betreiben, andererseits sich aber auch chemisch ern\u00e4hren k\u00f6nnen, wenn es n\u00f6tig ist. Es spricht also prinzipiell nichts dagegen, dass sich auf solchen Planeten ebenfalls mixotrophe Pflanzen entwickeln.<\/p>\n Besonders interessant sind die abschlie\u00dfenden Diskussionen in der Arbeit von Sarah Brown. Planeten in einer 3:2 Spin-Orbit-Resonanz rotieren vergleichsweise langsam und deswegen ist auch ihr Magnetfeld schwach. Au\u00dferdem sind sie ihren Sternen ja sehr nahe. Sie bekommen also sehr viel kosmische Strahlung ab, was Einfluss auf die Entwicklung des Lebens haben kann. M-Sterne sind auch oft sehr aktiv wenn es um R\u00f6ntgen- und UV-Strahlung geht. Gibt es keine dicke Atmosph\u00e4re, dann dringt die auf die Planetenoberfl\u00e4che vor und kann dort ebenfalls sch\u00e4dlich sein. Aber auch hier wissen wir wieder von der Erde, das bestimmte Pflanzen und Mikroorganismen sich gegen diese Arten von Strahlung sch\u00fctzen k\u00f6nnen. Es ist also m\u00f6glich, dass sie auch auf fremden Welten vorhanden sind.<\/p>\n Vor allem, weil die Evolution auf solchen Planeten regelrecht vorangetrieben wird. Wie oben erkl\u00e4rt h\u00e4ngen die hellen und dunklen Bereiche auf der Planetenoberfl\u00e4che ja mit der Exzentrizit\u00e4t der Bahn zusammen. Die sorgt daf\u00fcr, dass der Stern zur Zeit der gr\u00f6\u00dften Ann\u00e4herung mehrmals auf- oder untergeht. Dieser Zeitpunkt ist aber nicht immer gleich. Daf\u00fcr sorgt die ber\u00fchmte „Periheldrehung“, also der Effekt, den wir auch bei der Bahn von Merkur sehen k\u00f6nnen und der erst durch Einsteins Allgemeine Relativit\u00e4tstheorie erkl\u00e4rt werden k\u00f6nnte. Die ganze Bahn des Merkurs dreht sich w\u00e4hrend knapp einer Viertelmillion Jahre einmal um die Sonne herum und genau das wird auch mit den hypothetischen Planeten der roten-Zwerge passieren. Damit verschieben sich aber auch die Positionen der hellen und dunklen Bereiche, die nun im Laufe der Jahrhunderttausende \u00fcber den Planeten wandern. Pflanzen, die in einer der helleren Regionen des Planeten leben k\u00f6nnten sich nach ein paar Jahrtausenden auf einmal in einem der immer dunklen Streifen wiederfinden. Das k\u00f6nnte die Entwicklung des Lebens st\u00f6ren – oder erst recht anheizen! Die Periheldrehung ist langsam genug, damit die Evolution Schritt halten k\u00f6nnte.<\/p>\n Wer wei\u00df – vielleicht gibt es auf solchen Planeten migrierende Pflanzen, die im Laufe der Zeit langsam ihren Planeten umrunden, um immer in den optimalen Bereichen bleiben zu k\u00f6nnen… Vielleicht gibt es auf solchen Spin-Orbit-Planeten aber auch gar kein Leben. Noch wissen wir es nicht – aber in ein paar Jahrzehnten haben wir die Instrumente, um uns so etwas mal genauer ansehen zu k\u00f6nnen! Eine der vielversprechendsten Methoden bei der Suche nach au\u00dferirdischem Leben (und ich spreche jetzt und im Rest des Artikels ganz explizit NICHT von intelligenten Aliens!) ist der Versuch, sogenannte „Biomarker“ in den Atmosph\u00e4ren der extrasolaren Planeten zu finden. Das sind bestimmte Gase (Sauerstoff, Methan, …) die haupts\u00e4chlich durch das Vorhanden sein von Lebewesen hervorgebracht werden. 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