Mittwoch, 18. September 2013

Biomarker auf Exoplaneten: Astronomen simulieren Suche nach außerirdischem Leben


Künstlerische Darstellung eines Planetensystems um einen Roten Zwerg (Illu.). | Copyright: ESO/L. Calçada

London (England) - Auf der Erde hinterlässt das Leben eindeutige Spuren - nicht zuletzt in unserer Atmosphäre. Vor allem die pflanzliche Photosynthese ist für hohe Sauerstoffwerte und die dichte Ozonschicht unseres Planeten verantwortlich. Mikroben geben Methan und Stickstoffoxide und Algen Chlormethan in die Atmosphäre ab. Diese Chemikalien sind es unter anderem, die - so in entsprechend in einer Atmosphäre vorhanden - Indikatoren, sogenannte Biomarker, für Leben auf einem Planeten sein können. Schon mit der derzeit im Bau befindlichen nächsten Generation von Teleskopen hoffen Astronomen, solche Biomarker auf fernen Himmelskörpern finden zu können.

Bislang wurden noch keine Biomarker in der Atmosphäre eines Exoplaneten, also eines Planeten außerhalb unseres eigenen Sonnensystems, entdeckt. Der Grund hierfür ist, dass derartige chemische Signale zu schwach sind, als dass sie mit der aktuell zur Verfügung stehenden Technologie nachgewiesen werden könnten. Doch schon die nächste Generation von Teleskopen, etwa das "European Extremly Large Telescope" (E-ELT) der Europäischen Südsternwarte (ESA) (...wir berichteten) könnte diese Aufgabe meistern.


Wie Lee Grenfell vom deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) aktuell auf dem "European Planetary Science Congress" (EPSC 2013) in London erläuterte, sei das Hauptziel entsprechender Studien, schon heute herauszufinden, welche Biomarker mit der nächsten Teleskopgeneration gefunden werden können: "Hierzu haben wir Computermodelle von Exoplaneten entwickelt, mit denen wir das Vorkommen unterschiedlicher Biomarker in den Atmosphären simulieren können".


www.grenzwissenschaft-aktuell.de
+ + + HIER können Sie unseren täglichen Newsletter bestellen + + +

Mittels spektraler Analysen dieser Atmosphären, wenn das Licht ihres Zentralgestirns durch diese hindurchscheint, ist es den Forschern möglich, chemische Fingerabdrücke der Zusammensetzung dieser Atmosphären zu erstellen. Schon heute können Astronomen mit dieser Methode eine Vielzahl von Informationen über die Zusammensetzung der Atmosphären großer Gasplaneten um ferne Sterne, sogenannte "Heiße Jupiter" (Hot Jupiter), ermitteln, auf denen jedoch kein Leben, wie wir es von der Erde kennen, existieren kann.


Biomarker, so Grenfell weiter, "könnten auf die gleiche Art und Weise nachgewiesen werden. Da ihre Signale jedoch sehr schwach sind, brauchen wir zunächst ein solides Verständnis darüber, wie wir diese schwachen Signale aus den zukünftigen Daten entziffern können."


"In unseren Simulationen haben wir u.a. einen erdähnlichen Exoplaneten modelliert, , diesen dann auf unterschiedlichen Umlaufbahnen um ferne Sterne platziert und so untersucht, wie entsprechende Biomarker unter den unterschiedlichen Bedingungen dieser Szenarios reagieren", erläutert der Forscher weiter.


"Zunächst haben wir uns hauptsächlich auf rote Zwergsterne (sog. Rote Zwerge) konzentriert, die kleiner und lichtschwächer sind als unsere Sonne." Hier so Grenfell weiter, sei es einfacher, die schwachen Biomarker-Signale nachzuweisen.


Der Nachweis von Ozon, so die Ergebnisse der Simulationen, hänge von der Menge an ultravioletter Strahlung vom Muttergestirn ab, dem ein entsprechender Planet ausgesetzt ist: Bei schwacher UV-Einstrahlung werde weniger Ozon in der Atmosphäre produziert, was einen Nachweis erschwere. Zu viel UV-Strahlung wiederum würde auch die Erwärmung der mittleren Atmosphärenschichten erhöhen, was wiederum den Verteilungsgradienten des Gases und damit ein eindeutiges Signal zerstören würde. Lediglich eine gemäßigte Einstrahlung von ultraviolettem Licht würde einen eindeutigen Ozon-Nachweis ermöglichen. Vor diesem Hintergrund sei es besondern wichtig, die UV-Emissionen Roter Zwerge und damit einhergehender geeigneter Orbitalzonen genauer zu verstehen.


Flattr this

Hinzu formulieren die Forscher um Grenfell weitere Einschränkungen für die Suche nach Biomarkern: Besonders die Annahme, dass belebte Planeten auch unserer Erde gleichen müssen, sei eine reine Vermutung und keineswegs garantiert. Zudem müssten sich Wissenschaftler einig und sicher darin werden, ob der Nachweis bestimmter Biomarker auch tatsächlich alleinig auf biologische Aktivitäten zurückzuführen sei (...wir berichteten), oder ob die Chemikalien auch durch nicht-biologische Prozesse entstehen könnten. Schlussendlich müsse zudem auch noch die Frage geklärt werden, ob lichtschwache Roter Zwerge überhaupt lebensfreundliche Bedingungen auf sie umkreisenden Planeten hervorbringen können.

Nichtsdestotrotz zeigen sich die Astrophysiker angesichts der nahenden technologischen Möglichkeiten der Spektralanalyse mit Hilfe der bevorstehenden Super-Teleskope begeistert: "Zum ersten Mal erreichen wir einen Punkt, an dem wir eine seriöse wissenschaftliche Debatte auf die Frage nach Leben im All anwenden können."


WEITERE MELDUNGEN ZUM THEMA

Neue Teleskopanlage soll binnen 25 Jahren außerirdisches Leben finden 19. Februar 2013

Neu entdeckte Ozonschicht der Venus stellt Qualitäten des atmosphärischen Gases als Marker für biologische Aktivität auf Planeten in Frage 8. Oktober 2011

grenzwissenschaft-aktuell.de
Quelle: europlanet-eu.org
Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de
(falls nicht anders angegeben)


Für die Inhalte externer Links übernehmen wir keine Verantwortung oder Haftung.


WEITERE MELDUNGEN finden Sie auf unserer STARTSEITE