Lebenszeichen? Warum die Atmosphäre dieser fremden Welt Astronomen fasziniert

Lebenszeichen? Warum die Atmosphäre dieser fremden Welt Astronomen fasziniert

Zeitstempel: 13. September 2023, 1:11 Uhr

Sind wir alleine? Diese Frage ist fast so alt wie die Menschheit selbst. Heutzutage konzentriert sich die Frage in der Astronomie darauf, Leben außerhalb unseres Planeten zu finden. Sind wir als Spezies und als Planet allein? Oder gibt es Leben woanders?

Normalerweise inspiriert die Frage zu Visionen von seltsamen, grünen Versionen von Menschen. Das Leben besteht jedoch aus mehr als nur uns: Tiere, Fische, Pflanzen und sogar Bakterien sind alles mögliche Dinge, nach denen wir im Weltraum suchen.

Eine Sache des Lebens auf der Erde ist, dass es Spuren in der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre hinterlässt. Solche Spuren, die weithin sichtbar sind, sind also etwas, nach dem wir suchen, wenn wir Außerirdische jagen.

Wissenschaftler im Vereinigten Königreich und in den Vereinigten Staaten habe gerade berichtet einige sehr interessante chemische Spuren in der Atmosphäre eines Planeten namens K2-18b, der etwa 124 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Insbesondere könnten sie einen Stoff entdeckt haben, der auf der Erde nur von Lebewesen produziert wird.

Lernen Sie den Exoplaneten K2-18b kennen

K2-18b ist ein interessanter Exoplanet – ein Planet, der einen anderen Stern umkreist. Er wurde 2015 von der K2-Mission des Kepler-Weltraumteleskops entdeckt und ist ein Planetentyp namens Sub-Neptun. Wie Sie wahrscheinlich vermutet haben, sind diese kleiner als Neptun in unserem eigenen Sonnensystem.

Der Planet ist etwa achteinhalb Mal schwerer als die Erde und umkreist einen Sterntyp namens Roter Zwerg, der viel kühler als unsere Sonne ist. Allerdings umkreist K2-18b seinen Stern viel näher als Neptun – in dem, was wir das nennen bewohnbare Zone. Dies ist der Bereich, der nicht zu heiß und nicht zu kalt ist und in dem flüssiges Wasser vorhanden sein kann (anstatt zu Eis zu gefrieren oder zu Dampf zu kochen).

Die Erde wird (aus offensichtlichen Gründen) ein Gesteinsplanet genannt, aber Sub-Neptune sind Gasplaneten mit viel größeren Atmosphären, die viel Wasserstoff und Helium enthalten. Ihre Atmosphäre kann auch andere Elemente enthalten.

Womit wir bei der Aufregung rund um K2-18b wären.

Wie man einer Atmosphäre einen Fingerabdruck verleiht

Der Planet wurde erstmals vom Kepler-Weltraumteleskop entdeckt, das entfernte Sterne beobachtete und hoffte, dass Planeten an ihnen vorbeiziehen würden. Wenn ein Planet zwischen uns und einem Stern vorbeizieht, wird der Stern vorübergehend dunkler – was uns sagt, dass es sich um einen Planeten handelt.

Indem wir messen, wie groß der Helligkeitsabfall ist, wie lange es dauert, bis der Planet vor dem Stern vorbeizieht und wie oft dies geschieht, können wir die Größe und Umlaufbahn des Planeten ermitteln. Diese Technik eignet sich hervorragend zum Auffinden von Planeten, verrät uns aber nichts über ihre Atmosphäre – was eine wichtige Information ist, um zu verstehen, ob es auf ihnen Leben gibt oder ob sie bewohnbar sind.

Das James Webb-Weltraumteleskop der NASA – das großes Weltraumteleskop Das Ende 2021 gestartete Forschungsteam hat nun die Atmosphäre dieses Exoplaneten beobachtet und vermessen.

Dies gelang dem Teleskop, indem es die Farbe des Lichts so fein maß, dass es Spuren bestimmter Atome und Moleküle erkennen konnte. Dieser als Spektroskopie bezeichnete Prozess ähnelt der Messung der Fingerabdrücke von Elementen.

Ein Diagramm, das die Absorption verschiedener Lichtwellenlängen durch die Atmosphäre von K2-18b zeigt und welche Wellenlängen den verschiedenen Substanzen in der Atmosphäre entsprechen.
Die Atmosphäre des Exoplaneten K2-18b zeigte starke Anzeichen von Methan und Kohlendioxid sowie schwache Anzeichen von Dimethylsulfid. Bildquelle: NASA / CSA / ESA / R. Crawford (STScI) / J. Olmsted (STScI) / N. Madhusudhan (Cambridge University)

Jedes Element und Molekül hat seine eigene Farbsignatur. Wenn Sie sich die Farbsignatur ansehen können, können Sie ein wenig Detektivarbeit leisten und herausfinden, welche Elemente oder Verbindungen auf dem Planeten vorkommen.

Obwohl der Planet kein eigenes Licht hat, warteten die Astronomen darauf, dass K2-18b vor seinem Stern vorbeizog, und maßen das Sternenlicht, während es durch die Atmosphäre des Planeten wanderte, was dem Team ermöglichte, Fingerabdrücke von Substanzen in der Atmosphäre zu erkennen.

Alien-Marine-Fürze?

Die neue Studie fand viel Kohlendioxid und Methan. Das ist interessant, da dies dem ähnelt, was man in unserem Sonnensystem auf der Erde, dem Mars und der Venus findet – und nicht auf Neptun.

Allerdings wurde auch eine geringe Menge Dimethylsulfid gefunden. Dimethylsulfid ist ein interessantes Molekül, das aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Schwefel besteht.

Auf der Erde stinkt es im Allgemeinen etwas. Aber es ist auch eng mit dem Leben verbunden.

Der einzige uns bekannte Prozess, der auf unserem Planeten Dimethylsulfid erzeugt, ist Leben. Insbesondere Meereslebewesen und Plankton stoßen es in Form von Blähungen aus.

Also ja, Wissenschaftler sind von der möglichen Idee außerirdischer Meeresfürze begeistert. Wenn es echt ist. Und mit dem Leben verbunden.

Die Suche wird fortgesetzt

Während Dimethylsulfid auf der Erde mit Leben verbunden ist, könnte es auf anderen Planeten irgendwie mit geologischen oder chemischen Prozessen zusammenhängen.

Schließlich ist K2-18b so etwas wie Neptun – ein Planet, über den wir nicht wirklich viel wissen. Erst letzten Monat haben Forscher das herausgefunden Wolken auf Neptun sind eng miteinander verbunden zum 11-jährigen Aktivitätszyklus der Sonne. Wir müssen noch viel über Planeten und ihre Atmosphären lernen.

Außerdem ist die Messung von Dimethylsulfid sehr subtil – bei weitem nicht so stark wie die von Kohlendioxid und Methan. Dies bedeutet, dass detailliertere Messungen zur Verbesserung der Signalstärke erforderlich sind.

Möglicherweise müssen sich andere Teleskope dem Projekt anschließen. Instrumente am Very Large Telescope in Chile sind in der Lage, die Atmosphären von Planeten um andere Sterne zu messen – ebenso wie ein neues Instrument namens Veloce am Anglo Australian Telescope am Siding Spring Observatory in Australien.

Und auch neue Weltraumteleskope, wie das im Bau befindliche europäische PLATO, werden uns helfen, einen besseren Blick auf außerirdische Atmosphären zu werfen.

Auch wenn die Anzeichen von Dimethylsulfid auf K2-18b möglicherweise nicht mit Leben in Verbindung stehen, sind sie dennoch eine aufregende Aussicht. Es gibt noch viel mehr zu entdecken.

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

Bild-Kredit: NASA / CSA / ESA / J. Olmsted (STScI) / Wissenschaft: N. Madhusudhan (Universität Cambridge)

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