Das Vorhandensein von Lachgas in der Atmosphäre erdähnlicher Exoplaneten könnte ein Zeichen für das Vorhandensein außerirdischen Lebens sein – so eine Studie von Forschern in den USA unter der Leitung von Edward Schwietermann an der University of California, Riverside.
Das Team nutzt fortschrittliche Computermodelle zur Unterstützung seines Vorschlags und glaubt, dass seine Arbeit wichtige Erkenntnisse für Exoplanetenstudien durch aktuelle und zukünftige Observatorien – einschließlich des James Webb Space Telescope (JWST) – liefern könnte.
Astronomen kennen mehr als 5000 Exoplaneten – das sind Planeten, die andere Sterne als die Sonne umkreisen – und diese Zahl wächst ständig. Mit der Verbesserung der Teleskope können Astronomen die Zusammensetzung der Atmosphären von Exoplaneten immer besser bestimmen, und diese Messungen spielen eine wichtige Rolle bei der Suche nach außerirdischem Leben. Dies geschieht durch spektroskopische Messungen an Sternenlicht, das durch die Atmosphäre von Exoplaneten gelangt ist.
Auf der Suche nach Leben
Wir haben noch nie Leben auf einem anderen Planeten gesehen und wissen daher nicht genau, wie es sich auf die Atmosphäre von Exoplaneten auswirken würde. Stattdessen identifizieren Astrobiologen Chemikalien in der Erdatmosphäre, die mit der Anwesenheit von Leben in Verbindung gebracht werden, und suchen nach diesen „Biosignaturen“.
Hier kommt Lachgas (auch Lachgas genannt) ins Spiel. Obwohl es heute in der Erdatmosphäre nicht besonders häufig vorkommt, vermuten Schwieterman und Kollegen, dass das Gas in früheren Epochen der Erdgeschichte reichlich vorhanden gewesen sein könnte.
Giftige Gase in der bewohnbaren Zone könnten die Entstehung außerirdischen Lebens behindern
Lachgas wird von einigen lebenden Organismen auf der Erde produziert, daher ist es möglich, dass es in der Atmosphäre einiger Exoplaneten vorkommt, die Leben beherbergen. Hier auf der Erde gibt es jedoch natürliche Prozesse, die den Lachgasgehalt in der Atmosphäre sehr niedrig halten. Auf anderen Planeten könnte es jedoch zu einem Überfluss an Lachgas kommen, weil zu wenig Metallkatalysatoren und biologische Enzyme vorhanden sind, die die Verbindung abbauen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die von einigen Exoplaneten empfangene Sternstrahlung bei der Zerstörung von Lachgas nicht so effizient ist wie das Sonnenlicht. Tatsächlich könnten die Lachgaswerte in solchen Situationen hoch genug sein, um von Teleskopen wie dem JWST beobachtet zu werden.
Schwietermans Team untersuchte diese Idee, indem es ein biogeochemisches Modell entwickelte, das die wahrscheinliche Häufigkeit von Lachgas in der Atmosphäre erdähnlicher Exoplaneten quantifiziert, die Hauptreihensterne umkreisen. Durch die Kopplung ihres Modells mit photochemischen und spektralen Modellen berechneten die Forscher außerdem, dass sich Lachgas unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen in nachweisbaren Mengen ansammeln kann. Dies könnte Folgendes umfassen: TRAPPIST-1 System, in dem bis zu vier Planeten innerhalb der bewohnbaren Zone ihres kalten roten Zwergsterns zu kreisen scheinen.
Obwohl Lachgas auch durch nicht-biologische Quellen, etwa durch Blitzeinschläge, erzeugt werden kann, zeigte das Team, dass die produzierten Gasmengen um Größenordnungen geringer sein würden als die, die von fremden Ökosystemen produziert werden. Basierend auf ihren Ergebnissen hoffen Schwieterman und Kollegen, dass das JWST zusammen mit anderen Teleskopen, die aktiv nach Lebenszeichen in exoplanetaren Atmosphären suchen, Lachgas zur Liste der brauchbaren Biosignaturen hinzufügen wird – was möglicherweise der Entdeckung außerirdischen Lebens einen Schritt näher bringt.
Die Forschung ist beschrieben in Das astrophysikalische Tagebuch.
