Mittwoch, 29. Februar 2012

Unsre Erde neu entdeckt: Astronomen entdecken belebten Planeten

Nahaufnahme Erdscheins auf dem verdunkelten Teil des Mondes. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: ESO/NASA/M. Kornmesser

Garching/ Deutschland - Durch Beobachtungen des Mondes mit dem Very Large Telescope haben Astronomen der Europäischen Südwarte (ESO) einen belebten Planeten im Universum entdeckt - unsere Erde. Während die Entdeckung von Leben auf unserem Planeten zunächst trivial erscheinen mag, könnte das von dem Team aus internationalen Wissenschaftlern entwickelte und nun erfolgreich am Blauen Planeten erprobte Verfahren helfen, zukünftig auch auf anderen Planeten im Universum Leben zu entdecken.

Wie die Wissenschaftler um Michael Sterzik von der ESO in der März-Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature" berichten, habe man einen Trick angewendet und das "aschfahle Mondlicht" beobachtet, um damit die Erde so zu untersuchen, wie man ferne Exoplaneten untersuchen würde.

"Das aschgraue oder aschfahle Mondlicht, das manchmal auch als 'Erdschein' bezeichnet wird, ist bereits mit bloßem Auge leicht zu sehen und bietet im Fernglas einen spektakulären Anblick", erläutert die ESO-Pressemeldung (eso.org). "Am besten lässt es sich beobachten, wenn der Mond etwa drei Tage vor oder nach Neumond als schmale Sichel erscheint. Neben der hellen Sichel ist dann auch der Rest der Mondscheibe sichtbar, schwach beleuchtet durch die zu jenem Zeitpunkt hell vom Mondhimmel scheinende Erde."

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Es handelt sich also um einen Teil des Sonnenlichts, das die Erde beleuchtet, von dieser zurück ins Weltall reflektiert wird und dabei auf den Mond trifft. Die Mondoberfläche wirkt dann wie ein riesiger Spiegel, der das Licht wieder zurück in Richtung Erde wirft.

In diesem Erdschein suchten die Astronomen nach eindeutigen Anzeichen für organisches Leben, etwa nach bestimmten relativen Häufigkeiten von Gasen in der Erdatmosphäre. "Die häufigsten durch biologische Aktivität produzierten Gase in der Erdatmosphäre sind Sauerstoff, Ozon, Methan und Kohlendioxid. Alle diese Stoffe können aber auch in der Atmosphäre eines komplett unbelebten Planeten auftreten. Als Biosignatur hingegen gilt das gleichzeitige Auftreten dieser Gase mit relativen Häufigkeiten, die nur durch die Anwesenheit von Leben erklärt werden können. Würde das Leben plötzlich verschwinden und dementsprechend auch keine Gase mehr produzieren, dann würden die relativen Häufigkeiten durch chemische Reaktionen vergleichsweise rasch zu den für unbelebte Planeten charakteristischen Häufigkeiten zurückkehren - und entsprechend würden die charakteristischen Biosignaturen verschwinden."

Auf diese Weise lassen sich an unserem eigenen Heimatplaneten Verfahren erproben, wie sie Astronomen in Zukunft auch für die Suche nach Leben auf Exoplaneten einsetzen wollen.

Schematische Darstellung der Entstehung des aschfahlen Mondlichts (Erdscheins). | Copyright: ESO/L. Calçada

Biosignaturen, also sozusagen die chemischen Fingerabdrücke des Lebens, lassen sich mit bisherigen Methoden nur schwer aufspüren. Das Team setzte daher erstmals ein neues, empfindlicheres Verfahren ein, bei dem nicht nur die Intensität des reflektierten Lichts bei verschiedenen Wellenlängen, sondern auch seine Polarisation untersucht wird. Diese Methode wird als "Spektropolarimetrie" bezeichnet. Bei der Beobachtung des aschfahlen Mondlichts mit dem VLT waren die irischen Biosignaturen auf diese Weise nun deutlich nachweisbar.

"Das Licht eines fernen Exoplaneten wird vom Licht seines Sterns stark überstrahlt. Es ist daher ausnehmend schwierig, es zu analysieren", erläutert Stefano Bagnulo vom nordirischen Armagh Observatory in Nordirland und einer der Koautoren der Studie. "Das Problem ähnelt dem Versuch, ein Staubkorn direkt neben einer hellen Glühbirne zu beobachten. Im Gegensatz zum direkten Licht des Zentralgestirns ist das vom Planeten reflektierte Licht allerdings polarisiert. Polarimetrische Verfahren können uns deswegen helfen, das von einem Exoplaneten reflektierte Licht aus dem blendend hellen Sternenlicht herauszufiltern."

Für ihre Studie untersuchten die Astronomen die Farbe und den Polarisationsgrad des Lichtes der Erde, nachdem es vom Mond zurückgeworfen wurde - gerade so, als handle es sich um das Licht eines Exoplaneten. "Die Ergebnisse zeigen, dass die Erde teilweise von Wolken bedeckt ist, dass ein Teil der Erdoberfläche von Ozeanen bedeckt ist, und - als entscheidenden Nachweis für Leben dass auf unserem Planeten Vegetation existiert." Es gelang den Forschern sogar, Unterschiede im Wolken-Bedeckungsgrad und im Ausmaß der Vegetation nachzuweisen, je nachdem, von welchen Teilen der Erdoberfläche das in Richtung Mond reflektierte Licht jeweils stammte.

"Unsere Chancen, Leben außerhalb unseres Sonnensystems zu finden, hängen von zwei Faktoren ab: Erstens natürlich davon, ob solches Leben überhaupt existiert, und zweitens davon, ob wir die technischen Fähigkeiten besitzen, solches Leben nachzuweisen”, fügt Koautor Enric Palle vom Instituto de Astrofisica de Canarias auf Teneriffa (Spanien) hinzu. “Diese Studie ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg hin zu den nötigen technischen Fähigkeiten.”

Mondsichel mit aschfahlem Mondlicht über dem Paranal-Observatorium der ESO. | Copyright: ESO/B. Tafreshi/TWAN, twanight.org

"Die Spektropolarimetrie könnte uns seines Tages verraten, ob einfaches, auf Photosynthese basierendes pflanzliches Leben auch noch irgendwo anders im Universum entstanden ist", schließt Sterzik. "Nach kleinen grünen Männchen oder nach intelligentem Leben suchen wir freilich nicht."

Die nächste Generation von Teleskopen, darunter das European Extremely Large Telescope (E-ELT, ...wir berichteten), so zeigen sich die Forscher schon heute zuversichtlich, könnte durchaus in der Lage sein, die bedeutende Frage zu klären, ob die Erde der einzig belebte Ort im Universum ist.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / eso.int

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