NIRO-SETI sucht im Infrarot-Spektrum nach intelligenten außerirdischen Signalen

Das NIROSETI-Team am Lick Observatory. | Copyright: Laurie Hatch, ucsd.edu

San Diego (USA) - Mit einem neuen Instrument fahnden Astronomen im Rahmen der Suche nach Signalen außerirdischer Intelligenzen (Search for Extraterestrial Intelligence, SETI) zukünftig auch im infraroten Lichtspektrum nach Hinweisen auf außerirdische Zivilisationen.

"Tatsächlich wäre infrarotes Licht eine hervorragende Art und Weise der interstellaren Kommunikation", erläutert Professor Shelley Wright Professor von der University of California in San Diego, dessen Team die neuen Detektoren gemeinsam mit Forschern um Dan Werthimer und Richard Treffers von der University of California in Berkeley und dem Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics an der University of Toronto entwickelt hat.

Die Forscher hoffen mit ihrem Instrument gepulste Signale von Infrarot-Lasern zu detektieren, wie sie das Licht ferner Sterne für einem milliardstel Bruchteil einer Sekunde überstrahlen könnten. Da interstellare Gase und Staub für Licht im nahen Infrarot-Spektrum nahezu transparent sind, könnte mit einer solchen Kommunikationstechnologie deutlich größere Distanzen ungehindert überbrückt werden und entsprechende Signale auch über wesentlich größeren Entfernungen hinaus gesendet und wahrgenommen werden. Zudem benötigt infrarotes Licht weniger Energie zu Übertragung der dennoch gleichen Informationsmenge.

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Tatsächlich ist die Grundidee zur Suche nach Signalen außerirdischer Intelligenzen im infraroten Lichtspektrum aber gar nicht neu und wurde schon 1961 von Charles Townes von der University of California in Berkely in einem Fachartikel vorgeschlagen.

Seither hatte sich SETI über 50 Jahre lang jedoch hauptsächlich auf die Suche nach Radiosignalen im All konzentriert und das Suchspektrum erst in den vergangenen zehn Jahren nach und nach auch auf optische Signale in Form von Lasern ausgeweitet. Doch erst jetzt ist es technisch möglich, Instrumente zur Ortung von Infrarot-Laserpulsen zu entwickeln.

Wie der Name schon sagt, sucht das "Near-Infrared Optical SETI"-Instrument (NIROSETI) nach sich wiederholenden Lichtmustern in optischen nahen Infrarotbereich, die auf ihr Potential einer Informationsübermittlung durch fremde Zivilisationen hin analysiert werden können. Mit NIROSETI wird es zukünftig möglich sein, die Suche nach außerirdischen Signalen hunderte von Lichtjahren auszuweiten. Installiert wurde das neuen Instrument am Lick Observatory der University of California auf dem Mount Hamilton östlich von San Jose.

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Neben der Suche nach außerirdischen Signalen im nahen Infrarotbereich ermöglicht das Instrument auch rein astronomische Beobachtungen: "Es ist das erste Mal, dass die Menschheit das Universum im infraroten Wellenlängen im Bereich von Nanosekunden betrachten kann", erläutert Wertheimer. "Das Instrument könnte somit nicht nur die Frage beantworten, ob wir alleine im Universum sind, sondern auch neue astrophysikalische Phänomene entdecken."

Auch der SETI-Pionier Dr. Frank Drake, der dem Entwicklerteam beratend zur Seite stand, zeigt sich von dem neuen Instrument begeistert: "Solche (infraroten) Signale wären erwartungsgemäß so stark, dass man nur vergleichsweise kleine Teleskope benötigt, um sie zu empfangen. Und an kleineren Teleskopen steht meist mehr Beobachtungszeit zur Verfügung. Das ist wiederum wichtig, da sich die Chance eines Erfolges erhöht, je mehr Sterne damit abgesucht werden können." Jetzt brauche es nur noch Außerirdische, die ihre Signale auch mit dieser Technologie in unsere Richtung senden, gibt Drake abschließend zu bedenken.

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Haben Forscher den "Gesang der Sterne" entdeckt?

Symbolbild: Aktive Sonnenoberfläche (hier ein gewaltiges, von der Sonne ins All ausbrechendes sog. Filament aus Sonnenmaterial am 31. August 2012). | Copyright: NASA/SDO

York (England) - Sozusagen durch Zufall haben britische Wissenschaftler während Experimenten mit Plasmen und Lasern einen unerwarteten, hydrodynamischen und tonerzeugenden Effekt entdeckt, der darauf hindeutet, dass Sterne Klänge produzieren. Hörbar ist der Gesang der Sterne aus gleich zweierlei Gründen allerdings nicht.

Anm.d.GreWi-Red.: In der ersten Fassung dieser Meldung ist ein Übersetzungsfehler der Wertangabe "Trillion" unterlaufen. Diese entspricht im englischsprachigen Wortgebraucht in der Regel der deutschen Billion und nicht der Trillion und unterscheidet sich zudem von der US-amerikanischen Trillion. Wir gehen jedoch davon aus, dass im Kontext der englischen Pressemeldung auch die englisch(britische) Trillion, also die deutsche Billion gemeint ist. Dies wurde im folgenden Text nun entsprechend korrigiert.

Wie das Team um Dr. John Pasley vom York Plasma Institute an der University York aktuell im Fachjournal "Physical Review Letters" (DOI: 10.1103/PhysRevLett.114.115001) berichtet, kommt es eine billionstel Sekunde, nachdem der intensive Versuchslaser auf ein Plasma trifft, zu einen beschleunigten schnellen Fluss dieses Plasma aus dichteren Regionen hin zu Regionen mit verminderter Dichte. Hierbei entstehe dann so etwas wie ein Stau zwischen den beiden Regionen, wodurch eine Serie von Druckpulsen - und damit eine Klangwelle - entstehe.

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Allerdings sei der so entstandene Ton derart hochfrequent, dass er selbst von Delphinen oder Fledermäusen nicht zu gehört werden könnte, so die Forscher: "Mit einer Frequenz von annähernd einer Billion Hertz entstand dieser Ton nicht nur völlig unerwartet, sondern ist wohl auch die höchste in diesem Medium mögliche Frequenz, wie sie sechs Millionen mal über dem für Säugetiere hörbaren Spektrum liegt."

In der Natur gibt es laut den Wissenschaftlern nur wenige Orte, an denen dieser Effekt auftreten kann. Einer davon ist die Oberfläche von Sternen wie unsere Sonne. "Es könnte also durchaus sein, dass unsere Sonne und andere Sterne regelrecht singen", so Pasley. "Allerdings kann dieser Klang sich im Vakuum des Weltraums nicht ausbreiten, weshalb niemand den Gesang der Sterne hören kann."

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Die Technologie, mit der die Forscher den Effekt entdeckt haben, basiert auf einem ähnlichen Prinzip wie eine Geschwindigkeitsmessung im Straßenverkehr und ermöglicht die akkurate Messung des Plasmaflusses in trillionstel Bruchteilen einer Sekunde von jenem Punkt aus, an dem der Laser auftritt.

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Seltene Sternenkarambolage erklärt mysteriösen "neuen Stern" im Jahre 1670

Diese Karte von Hevelius von der Royal Society in England in deren Zeitschrift "Philosophical Transactions" veröffentlicht und zeigt die Position der Nova (roter Kreis), die im Jahr 1670 auftauchte (rot markiert). | Copyright/Quelle: Royal Society

Bonn (Deutschland) - Seit 1670 Astronomen einen "neuen" Stern am Himmel beobachtet hatten, rätseln Wissenschaftler über eine Erklärung für das mysteriöse Himmelsphänomen im Sternbild Schwan. Während bislang davon ausgegangen wurde, dass es sich um eine gewöhnliche Nova handelte, konnten Astronomen nun nachweisen, dass der Grund ein viel selteneres Phänomen in Form einer heftigen Karambolage zwischen zwei Sternen war. Während der ursprüngliche Ausbruch im so heftig war, dass er leicht mit bloßem Auge am Himmel erkannt werden konnte, sind die heute noch vorhandenen Spuren nur noch so schwach, dass es einer sorgfältigen Analyse von Beobachtungen mit Submillimeterteleskopen bedurfte, bevor das Rätsel nach über 340 Jahren gelöst werden konnte.

Wie die Forscher um Tomasz Kaminski Max-Planck-Instituts für Radioastronomie aktuell im Fachjournal "Nature" (DOI: 10.1038/nature14257) berichten, gelang ihnen die Beobachtung mit dem APEX-Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO), dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg und weiteren Observatorien.

Dokumentiert wurde der "neue" Stern im Jahr 1670 von einigen der größten Astronomen der Geschichte, darunter Cassini und Hevelius, dem Vater der Karthographie des Mondes. Bis heute ist das Ereignis Astronomen unter dem Namen "Nova Vul 1670" bekannt. "Historische Aufzeichnungen von Nova-Ausbrüchen sind selten und für die moderne Astronomie von großem Interesse. Nova Vul 1670 gilt sowohl als die älteste überlieferte Nova, als auch als lichtschwächste Nova, nachdem sie später wiederentdeckt wurde", erläutert die ESO-Pressemitteilung.

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Nachdem das Objekt anno 1670 zunächst leicht mit bloßen Auge am Himmel sichtbar war und in den kommenden Jahren Helligkeitsschwankungen aufzeigte, verschwand das Objekt und erschien danach zweimal wieder am Himmel, bevor es endgültig verschwand. Obwohl die Aufzeichnungen das Phänomen für die damalige Zeit überraschend gut dokumentierten, fehlte auch den besten Astronomen dieser Zeit einfach die Ausrüstung, um die eigenartigen Eigenschaften dieser scheinbaren Nova erklären zu können.

Während des 20. Jahrhunderts kamen die Astronomen zu dem Schluss, dass die meisten Novae als explosive Ausbrüche in engen Doppelsternsystemen erklärt werden können. Das Verhalten von Nova Vul 1670 war mit diesem Modell jedoch nicht vernünftig zu erklären und blieb ein Rätsel.

"Auch mit der ständig wachsenden Empfindlichkeit von astronomischen Fernrohren war es lange Zeit unmöglich, überhaupt eine Spur dieses Ereignisses an der entsprechenden Stelle am Himmel nachzuweisen", so die ESO und führt weiter aus: "Erst in den 1980er Jahren gelang es einem Team von Astronomen, einen schwachen Nebel in der Umgebung der Ausbruchsstelle zu lokalisieren. Während diese Beobachtung eine verlockende Verbindung zu dem Ereignis von 1670 darstellt, trägt sie doch wenig bei zur Aufklärung der wahren Natur von dem, was vor über 300 Jahren am Himmel über Europa zu sehen war."

Die Astronomen um Kaminski haben das Gebiet nun in Submillimeter- und Radiowellenlängen untersucht und dabei entdeckt, dass die gesamte Umgebung dieses Überrests in ein kühles Gas eingebettet ist, das eine Vielzahl von Molekülen in ungewöhnlicher chemischer Zusammensetzung enthält.


Die Überreste des "neuen" Sterns von 1670 in aus der Sicht moderner Instrumente. Das Bild zeigt eine Kombination aus Aufnahmen im Bereich des sichtbaren Lichts durch das Gemini-Teleskop (blau), einer Karte im Submillimeterbereich durch das SMA (grün), die den Staub zeigt, und einer Karte der molekularen Emission, entstanden mit APEX und SMA (rot), zusammengesetzt. | Copyright/Quelle: ESO/T. Kamiński

Anhand der Analysen zur chemischen Zusammensetzung sowie der Häufigkeitsverhältnisse unterschiedlicher Isotope in dem Gas konnten die Astronomen nun den Aufbau dieser Region ziemlich genau beschreiben und so abschätzen woher das Material stammt.

Demnach ist die Masse des kalten Gases zu groß, um in einem Nova-Ausbruch entstanden zu sein. "Dazu sind auch die im Bereich von Nova Vul 1670 gemessenen Isotopenverhältnisse unterschiedlich zu dem, was man von einer Nova erwarten würde."

Die Astronomen sehen in der eindrucksvollen Kollision zweier Sterne, die leuchtkräftiger ausfällt als der Ausbruch einer Nova, aber weniger leuchtkräftig als eine Supernova, als beste Erklärung für die Beobachtungsdaten: "Die entsprechenden Sterne werden als Red Transients bezeichnet. Es handelt sich dabei um ein sehr seltenes Ereignis, bei dem ein Stern aufgrund des Zusammenstoßes mit einem weiteren Stern explodiert. Es wird Materie in die Umgebung hinausgeschleudert und es verbleibt ein nur schwach leuchtender Überrest, eingebettet in eine kalte Hülle aus Molekülen und Staub. Diese erst seit kurzem bekannte Art von explosiven Sternen kann die Beobachtungsergebnisse von Nova Vul 1670 fast perfekt erklären."

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