Daten aus der James Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat gezeigt, dass ein Exoplanet um einen Stern im Sternbild Löwe einige der chemischen Marker aufweist, die auf der Erde mit lebenden Organismen in Verbindung gebracht werden. Aber das sind vage Hinweise. Wie wahrscheinlich ist es also, dass dieser Exoplanet außerirdisches Leben beherbergt?
Exoplaneten sind Welten, die andere Sterne als die Sonne umkreisen. Der betreffende Planet wird benannt K2-18b. Er trägt seinen Namen, weil er der erste Planet war, der den Roten Zwergstern K2-18 umkreiste. Es gibt auch einen K2-18c – den zweiten Planeten, der entdeckt wurde. Der Stern selbst ist dunkler und kühler als die Sonne, was bedeutet, dass der Planet, um das gleiche Lichtniveau wie auf der Erde zu erhalten, viel näher an seinem Stern sein müsste als wir.
Das System ist etwa 124 Lichtjahre entfernt, was astronomisch gesehen nahe beieinander liegt. Wie sind also die Bedingungen auf diesem Exoplaneten? Diese Frage ist schwer zu beantworten. Wir verfügen über Teleskope und Techniken, die stark genug sind, um uns zu sagen, wie der Stern aussieht und wie weit der Exoplanet entfernt ist, aber wir können keine direkten Bilder des Planeten aufnehmen. Wir können jedoch ein paar Grundlagen erarbeiten.
Um das Lebenspotenzial des Planeten einzuschätzen, ist es wichtig herauszufinden, wie viel Licht auf K2-18b trifft. K2-18b umkreist seinen Stern näher als die Erde: Er befindet sich in etwa 16 % der Entfernung von der Erde zur Sonne. Ein weiteres Maß, das wir benötigen, ist die Leistungsabgabe des Sterns: die Gesamtenergiemenge, die er pro Sekunde ausstrahlt. Die Leistungsabgabe von K2-18 beträgt 2,3 % der Sonnenleistung.
Anhand der Geometrie können wir errechnen, dass K2-18b etwa 1,22 Kilowatt (kW) Solarstrom pro Quadratmeter erhält. Das ist ähnlich zu den 1,36 kW einfallendem Licht, das wir auf der Erde empfangen. Von K2-18 kommt zwar weniger Energie, gleicht sich aber aus, weil der Planet näher ist. So weit, ist es gut. Die Berechnung des einfallenden Lichts berücksichtigt jedoch weder Wolken noch die Reflektion der Planetenoberfläche.
Wenn wir über das Leben auf anderen Planeten nachdenken, ist der Begriff „…“ ein beliebter Begriff bewohnbare Zone, was bedeutet, dass sich Wasser bei einer durchschnittlichen Oberflächentemperatur in flüssigem Zustand befindet – da dieser Zustand als lebenswichtig gilt. Im Jahr 2019 stellte das Hubble-Weltraumteleskop fest, dass K2-18b Anzeichen dafür aufwies Wasserdampf, was darauf hindeutet, dass sich flüssiges Wasser auf der Oberfläche befindet. Derzeit geht man davon aus, dass es auf dem Planeten große Ozeane gibt.
Dies löste damals große Aufregung aus, aber ohne weitere Beweise war es nur ein interessantes Ergebnis. Jetzt haben wir Berichte, dass JWST Kohlendioxid, Methan und – möglicherweise – die Verbindung Dimethylsulfid (DMS) identifiziert hat. in der Atmosphäre. Der vorläufige Nachweis von DMS ist bedeutsam, da es nur auf der Erde produziert wird Algen. Wir wissen derzeit nicht, wie es ohne eine Lebensform auf natürliche Weise hergestellt werden kann.
Gibt es Leben auf K2-18b?
All diese Hinweise scheinen darauf hinzudeuten, dass K2-18b der richtige Ort für die Suche nach außerirdischem Leben sein könnte. Ganz so einfach ist das allerdings nicht, da wir keine Ahnung haben, wie genau die Ergebnisse sind. Die Methode, mit der ermittelt wird, was sich in der Atmosphäre eines Exoplaneten befindet, besteht darin, dass Licht von einer anderen Quelle (normalerweise einem Stern oder einer Galaxie) durch den Rand der Atmosphäre dringt und dann von uns beobachtet wird. Alle chemischen Verbindungen werden es tun absorbieren Licht in bestimmten Wellenlängen die dann identifiziert werden können.
Stellen Sie sich vor, Sie blicken durch ein Glas in eine Glühbirne. Im leeren Zustand kann man perfekt durchschauen. Wenn man es mit Wasser füllt, kann man immer noch ganz gut durchsehen, allerdings gibt es einige optische Effekte und Verfärbungen, die den Wasserstoff- und Staubwolken im Weltraum entsprechen. Stellen Sie sich nun vor, Sie hätten roten Lebensmittelfarbstoff hineingegossen – dieser könnte dem wichtigsten chemischen Bestandteil in der Atmosphäre eines Planeten entsprechen.
Aber die meisten Atmosphären bestehen aus vielen Chemikalien. Das Äquivalent zur Suche nach einer dieser Farben wäre, als würde man 50 – wahrscheinlich noch viel mehr – farbige Lebensmittelfarbstoffe in unterschiedlichen Mengen in sein Glas gießen und versuchen, herauszufinden, wie viel von einer bestimmten Farbe vorhanden ist. Es ist eine unglaublich schwierige Aufgabe mit viel Raum für subjektive Einschätzungen und Fehler. Darüber hinaus enthält das Licht, das durch die Atmosphäre geht, ein Signal über die chemischen Bestandteile des Sterns, was die Analyse zusätzlich erschwert.
Noch vor wenigen Jahren gab es einen rasanten Anstieg des Interesses ob Leben auf der Venus existierteda Beobachtungen auf das Vorhandensein von Phosphingas hingewiesen hatten, das von Mikroben produziert werden kann.
Diese Feststellung wurde jedoch später erfolgreich widerlegt verschiedene Studien. Wenn Verwirrung darüber herrscht, was sich astronomisch gesehen in der Atmosphäre eines Planeten befindet, der direkt nebenan ist, ist es leicht zu verstehen, warum die Analyse eines Planeten, der um ein Vielfaches weiter entfernt ist, eine schwierige Aufgabe ist.
Was können wir daraus mitnehmen?
Die Chancen auf Leben auf dem Exoplaneten K2-18b sind gering, aber nicht unmöglich. Diese Ergebnisse werden wahrscheinlich nichts an der Meinung oder dem Glauben von irgendjemandem über außerirdisches Leben ändern. Stattdessen demonstrieren sie die fortschreitende Fähigkeit, in Welten zu blicken, die nicht unsere eigenen sind, und mehr Informationen zu finden.
Die Stärke von JWST liegt nicht nur in der Produktion unglaublicher Bilder, sondern auch in der Bereitstellung genauer und genaue Daten über Himmelsobjekte selbst. Zu wissen, welche Exoplaneten Wasser enthalten und welche nicht, könnte Aufschluss darüber geben, wie die Erde entstanden ist.
Die Untersuchung der Atmosphären von Gasriesen-Exoplaneten kann die Untersuchung ähnlicher Welten im Sonnensystem wie Jupiter und Saturn unterstützen. Und die Ermittlung des CO2-Gehalts zeigt, wie sich ein extremer Treibhauseffekt auf einen Planeten auswirken könnte. Darin liegt die wahre Stärke der Untersuchung der Zusammensetzung der Planetenatmosphären.
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