Wo ist die wahre Dreikörperwelt? Wird es so sein, wie es in Science-Fiction-Romanen beschrieben wird?

Derzeit läuft die Fernsehserie „Die drei Sonnen“. Diese Fernsehserie, die auf dem gleichnamigen Roman basiert, der mit dem wichtigsten Science-Fiction-Preis der Welt ausgezeichnet wurde, wird den Menschen eine verwirrende Welt präsentieren. Die darin beschriebenen Dreikörper-Menschen leben in einer Raumzeit mit drei Sonnen und erleben eine unvorstellbar grausame Umgebung.

Existiert ein solcher Ort in unserer realen Welt? Tatsächlich wissen Freunde mit einem gewissen Maß an wissenschaftlichem Wissen, dass die im „Drei-Körper-Problem“ beschriebene Trisolaran-Welt mit einem Sternensystem als Hintergrund entstanden ist, das etwa 4,3 Lichtjahre von uns entfernt ist. Tatsächlich gibt es dort drei Sonnen, also ein Dreifachsternsystem, das aus drei Sternen besteht.

Dieses Dreifachsternsystem heißt Alpha Centauri, auch bekannt als Alpha Centauri. Es besteht aus drei Sternen: A, B und C. Der größte Stern, A, ist ein Stern mit einer Masse, die mit der der Sonne vergleichbar ist. Da er sich sehr nahe bei uns befindet, ist er mit einer scheinbaren Helligkeit von -0,01 sehr hell. Der zweite Stern, B, ist etwas kleiner als die Sonne, seine Masse beträgt etwa das 0,9-Fache der Sonnenmasse, und er ist auch schwächer, seine scheinbare Helligkeit beträgt etwa 1,33.

Da die Entfernung zwischen den Sternen A und B relativ gering ist, nämlich nur etwa 3,6 Milliarden Kilometer, was nur der Entfernung zwischen der Sonne und Uranus und Neptun entspricht, ist Alpha Centauri, das von unserer Position aus mit bloßem Auge sichtbar ist, tatsächlich die überlappende Helligkeit dieser beiden Sterne und erreicht eine scheinbare Helligkeit von -0,27, was ihn zum dritthellsten Stern am Himmel macht.

Triple C ist der kleinste Stern unter ihnen und mit einer Masse von nur 0,122 Sonnenmassen unverhältnismäßig klein. Auch seine Helligkeit ist sehr gering, die scheinbare Helligkeit beträgt nur etwa 11. Er ist für das menschliche Auge völlig unsichtbar und man braucht ein großes astronomisches Teleskop, um ihn zu sehen.

Dieser Stern C ist der uns am nächsten gelegene Stern, nur 4,22 Lichtjahre entfernt, deshalb wird er „Proxima Centauri“ genannt. Aus der Perspektive des Universums ist es ein naher Nachbar.

Dieses Dreifachsternsystem funktioniert nicht ohne die im „Dreikörperproblem“ beschriebene Regelmäßigkeit, sondern mit hoher Regelmäßigkeit. Der Älteste und der Zweite stehen sich relativ nahe und spielen ein Duett miteinander. Proxima Centauri hingegen ist 0,2 Lichtjahre entfernt, umkreist das System des ältesten und des zweitältesten und benötigt für eine Umrundung 547.000 Jahre.

Obwohl der Roman „Die drei Sonnen“ mit diesem Dreifachsternsystem als Hintergrund geschrieben ist, dient es ihm nur als Einleitung. Die himmlische Umgebung und die Handlung sind völlig fiktiv. Die Trisolaraner, die stabile Ära, die chaotische Ära und die drei Sonnen, die in dieser Welt unregelmäßig toben, sind allesamt Fantasie des Autors und entsprechen nicht der tatsächlichen Situation des Alpha-Centauri-Systems.

Neueste Beobachtungsstudien haben ergeben, dass der uns am nächsten gelegene Stern Proxima Centauri von mindestens drei Planeten begleitet wird. Gemäß den Planetenkodierungsregeln heißen sie Proxima b, Proxima c und Proxima d. Doch über die dortigen Verhältnisse weiß man noch sehr wenig, denn selbst in großen astronomischen Teleskopen ist Proxima Centauri nur als schwacher roter heller Fleck zu erkennen, und selbst die runde Oberfläche des Sterns ist nicht zu erkennen, geschweige denn die Planeten.

Der Mensch entdeckte diese Planeten durch die Beschattung und die Gravitationsstörungen, die sie durch ihre Bewegung bei den Sternen verursachten. Wissenschaftler analysierten und berechneten die allgemeine Situation der Planeten, die ihnen gehörten, anhand der subtilen Veränderungen im Spektrum, die durch diese Phänomene verursacht wurden. Dann erlangten sie durch wissenschaftliche Modellierung ein grundlegendes Verständnis von Proxima Centauri und seinen Planeten und glaubten, dass es auf Proxima b Leben geben könnte.

Proxima Centauri ist ein roter Zwergstern mit einer Masse von nur etwa einem Neuntel der Sonne und einem Durchmesser von etwa einem Siebtel des Sonnendurchmessers. Da der Kerndruck roter Zwerge gering und die Intensität der Kernfusion niedrig ist, ist ihre Helligkeit schwach. Die Oberflächentemperatur von Proxima Centauri beträgt etwa 2800 K, weniger als die Hälfte der Sonne, und seine Helligkeit beträgt nur 1,55 Tausendstel der Sonne.

Obwohl Proxima b also nur rund 7 Millionen Kilometer von seinem Hauptstern entfernt ist, also nur etwa 12 Prozent der Entfernung zwischen Merkur und Sonne, befindet es sich, genau wie die Erde, in der bewohnbaren Zone seines Hauptsterns. Die sogenannte bewohnbare Zone bezieht sich auf den entsprechenden Abstand zwischen einem Stern und einem Planeten, und die Oberflächentemperatur des in diesem Abstand gebildeten Planeten ist für die Existenz von flüssigem Wasser geeignet.

Da sich Proxima b zu nahe an seinem Hauptstern befindet, legen Untersuchungen nahe, dass es möglicherweise durch die Gezeiten an Proxima Centauri gebunden war, so wie der Mond durch die Gezeiten an die Erde gebunden ist. Das heißt, seine Rotation und Umdrehung sind synchronisiert, wobei eine Seite immer Proxima Centauri zugewandt ist und die andere Seite immer von ihm abgewandt ist. Dadurch ist die Temperatur auf der sonnenabgewandten und der sonnenzugewandten Seite völlig unterschiedlich. Auf der sonnenzugewandten Seite ist die Temperatur stets höher, während auf der sonnenabgewandten Seite stets extrem kalte Temperaturen herrschen, ohne dass es dabei zu jahreszeitlichen Schwankungen kommt.

Es gibt auch die Spekulation, dass Proxima b wie Merkur eine 3:2-Bahnresonanz mit der Sonne bildet, das heißt, er umkreist die Sonne zweimal und rotiert dreimal. Auf diese Weise ist es nicht immer der Sonne zugewandt. Mit dem Wechsel der Jahreszeiten werden Umwelt und Klima deutlich besser. Die Umlaufzeit von Proxima b beträgt 11,2 Tage (Erdtage, siehe unten). Wenn eine 3:2-Orbitalresonanz entsteht, beträgt ihre Rotationsperiode 7,46 Tage.

Wenn es auf der Oberfläche von Proxima b flüssiges Wasser und eine dichte Atmosphäre gibt, könnte dort Leben existieren. Wenn Proxima b durch die Gezeiten an Proxima Centauri gebunden ist, existiert dieses Leben wahrscheinlich in der Dämmerungszone, also an der Grenze zwischen der Tageszeit, wenn die Sonne scheint, und der Nachtzeit, wenn die Sonne nicht scheint. Wenn Proxima b eine 3:2-Bahnresonanz bildet, wird die Umgebung viel milder sein und die Durchschnittstemperatur wird mit der der Erde vergleichbar sein. Auf diese Weise werden die Möglichkeit und der Bereich der Existenz des Lebens größer.

Wird das Leben auf Proxima b also so furchterregend sein, wie im „Dreikörperproblem“ beschrieben?

Absolut nicht. Da sich Proxima Centauri in einem stabilen Dreifachsternsystem befindet, dreht er sich um die beiden Hauptsternsysteme A und B und benötigt 547.000 Jahre, um einen Kreis zu vollenden. Wenn das Leben auf Proxima b sehen könnte, würde es nur eine Sonne sehen, Proxima Centauri; Da die beiden anderen Sonnen 0,2 Lichtjahre von Proxima b entfernt sind, scheinen sie lediglich ein Stern zu sein, der geringfügig heller ist als die Venus, mit einer scheinbaren Helligkeit von etwa -6,66 (Venus hat -4,6).

Daher wird das Leben auf Proxima b niemals den Schrecken der chaotischen Ära aus dem Science-Fiction-Roman „Die drei Sonnen“ erleben. Sie werden nur eine Sonne am Himmel sehen, die entweder bewegungslos scheint (im Falle der Gezeitenkopplung) oder alle 7,46 Erdentage auf- und untergeht (im Falle der 3:2-Bahnresonanz), und ein friedliches Leben in der sogenannten „konstanten Ära“ im „Dreikörperproblem“ führen.

Ist das Leben auf Proxima Centauri also angenehmer als das Leben auf der Erde? Nein, tatsächlich ist die Umwelt dort viel schlimmer als auf der Erde. Der Hauptgrund für diese Härte liegt darin, dass Rote Zwerge die Eigenschaften von Flare-Sternen besitzen. Ein Flare-Stern ist ein veränderlicher Stern, dessen Helligkeit sich oft unvorhersehbar ändert, manchmal innerhalb weniger Minuten um mehrere Größenordnungen, und sich dann langsam wieder erholt.

Diese Helligkeitsänderung wird durch einen großflächigen Aufflackern in der Sternchromosphäre verursacht. Diese gewaltige Explosion wird von starken Radio- und sogar Röntgenausbrüchen begleitet. Daher ist diese Explosion tödlich für das Leben.

Proxima Centauri ist ein typischer Flare-Stern. Im Jahr 2019 beobachteten Wissenschaftler dort den Ausbruch eines gewaltigen optischen Flares mit einer Gesamtenergieabgabe von 160 Billionen Joule, was der Explosion von 300 Milliarden Hiroshima-Atombomben entspricht, die gleichzeitig explodieren. Diese Strahlung erreicht den nur sieben Millionen Kilometer entfernten Planeten Proxima b und wird verheerende Auswirkungen auf das Leben haben.

Auch auf unserer Sonne kommt es zu solchen gewaltigen Energieausbrüchen, doch kommt das normalerweise nur alle zehn bis zwanzig Jahre vor. Unsere Erde ist 20-mal weiter von der Sonne entfernt als Proxima b von Proxima Centauri, daher ist die Bedrohung viel geringer; Auf Proxima Centauri kommt es alle paar Wochen zu Explosionen dieser Art, die die größte Bedrohung für die Existenz von Leben auf Proxima b darstellen.

Aus diesem Grund glauben Wissenschaftler, dass es noch immer ungewiss ist, ob die Umgebung von Proxima b die Existenz von Leben ermöglichen kann. Selbst wenn es Leben gibt, könnte es sich um Leben auf einer äußerst niedrigen Ebene handeln. Möglicherweise leben sie in der Dämmerungszone oder sind in der Tiefsee oder unter der Erde verborgen, sodass sie diesen häufigen Ausbrüchen tödlicher Strahlung möglicherweise entgehen können.

Selbst wenn es auf Proxima b Leben gäbe, wäre es für das Leben zwar nicht so schwierig zu überleben und sich fortzupflanzen, wie im Roman „Die drei Sonnen“ beschrieben, aber die Lebensumstände wären nicht so schrecklich wie im Roman „Die drei Sonnen“. Wenn es dort „Wissenschaftler auf Or-Niveau“ gäbe, wie sie im „Drei-Körper-Problem“ beschrieben werden, dann würden sie bei der Beobachtung einer riesigen Sonneneruption nicht „sofortige Dehydration“ als Warnung aussprechen, sondern „sofort tauchen“ oder „sofort unter der Erde bohren“.

Im Februar 2022 entdeckten Astronomen den dritten Planeten von Proxima Centauri, Proxima d. Dieser Planet ist dem Hauptstern näher, nur 4,33 Millionen Kilometer entfernt, und seine Masse beträgt nur etwa ein Viertel der Erde. Er umkreist Proxima Centauri einmal in 5,12 Tagen und ist der kleinste Planet, der bisher außerhalb des Sonnensystems entdeckt wurde. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass es auf diesem Planeten möglicherweise auch flüssiges Wasser und Leben gibt, aber ich werde heute nicht näher darauf eingehen.

Kurz gesagt: Ein Freund in der Not ist ein wahrer Freund. Die Menschen sind voller Interesse und Neugier gegenüber diesem nächsten Sternennachbarn und hoffen, dass es dort Freunde gibt, die uns verstehen.

Proxima Centauri ist mit etwa 4,85 Milliarden Jahren älter als die Sonne, sodass die Entstehung des Lebens dort möglicherweise sogar noch älter ist als auf der Erde. Die Lebensdauer roter Zwergsterne ist extrem lang. Die Lebensdauer von Proxima Centauri kann über 100 Milliarden Jahre oder sogar 1 Billion Jahre betragen, was hundertmal länger ist als die der Sonne. Daher wird das Leben dort mehr Raum zur Entwicklung haben als im Sonnensystem.

Aber wie das alles jetzt wirklich aussieht, können wir nicht wissen. Wir können nur warten, bis die menschliche Wissenschaft weitere Fortschritte macht und die Beobachtungsmöglichkeiten leistungsfähig genug werden, oder wir können eine Sonde zum Ort des Geschehens schicken, um einen Blick darauf zu werfen, bevor wir es wissen. Wie lange wird das dauern? Dies ist ein anderes Thema. Interessierte Freunde können die in Space-Time Communications veröffentlichten Artikel aufmerksam verfolgen und gemeinsam diskutieren.

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