“Fingerabdruck der Erde” soll lebensfreundliche Exoplaneten identifizieren

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Künstlerische Darstellung erdähnlicher Planeten (Illu.). Copyright: NASA/ESA/G. Bacon (STScI)

Künstlerische Darstellung erdähnlicher Planeten (Illu.).
Copyright: NASA/ESA/G. Bacon (STScI)

Montreal (Kanada) – Kanadische Astronomen haben den “Fingerabdruck der Erde” anhand sogenannter Biosignaturen erstellt, mit dessen Hilfe sie ferne, lebensfreundliche Exoplaneten identifizieren wollen.

Wie das Team um Evelyn Macdonald und Prof. Nicolas Cowan von der McGill University aktuell im Fachjournal “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” (DOI: 10.1093/mnras/stz2047) berichten, basiert ihre Studie auf Beobachtungen der Erdatmosphäre mit dem seit mehr als zehn Jahren aktiven Erdbeobachtungssatelliten SCISAT.

Mit Hilfe dieser Daten haben die Wissenschaftler jenes Spektrum re-konstruiert, wie die Erde aus Sicht eines hypothetischen außerirdisches Astronoms bei einem Transit vor der Sonne im infraroten Licht von sich geben würde. Auf diese Weise wäre es möglich, auf die Anwesenheit von für das Leben – wie wir es zumindest von der Erde kennen – notwendigen Schlüsselmolekülen in der Atmosphäre eines Planeten zu schließen.

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Zu diesen sog. Biomolekülen gehören demnach die Anwesenheit von Ozon und Methan, wie sie Wissenschaftler lediglich dann zeitgleich erwarten, wenn es eine organische Quelle dieser Verbindungen gibt.

“Schon zuvor hatten andere Wissenschaftler versucht, das Transit-Spektrum der Erde zu simulieren, bei unserer Arbeit handelt es sich aber um das erste empirisch erarbeitete Infrarotspektrum unseres Planeten“, so Cowan. „Es ist dieser Fingerabdruck, den ein außerirdischer Astronom bei der Beobachtung eines Erdtransits sehen würde.”

Auf diese Weise soll dieser „Fingerabdruck“ zukünftig dabei helfen, erdähnliche und damit lebensfreundliche Exoplaneten – also Planeten, die einen fernen Stern umkreisen – als solche zu identifizieren.

Die größten Hoffnungen setzen die Astronomen dabei in das Planetensystem um den rund 40 Lichtjahre entfernten Stern TRAPIST-1 und dessen Untersuchung mit dem „James Webb Space Telescope“ (JWST), dessen Start für 2021 geplant ist. Schon jetzt haben sie das Signale eines erdartigen und lebensfreundlichen Planeten simuliert, wie es sich durch die Linsen des Weltraumteleskops abzeichnen würde. Gleich vier der insgesamt sieben um TRAPPIST-1 entdeckten erdgroßen Planeten umkreisen ihren Stern innerhalb dessen lebensfreundlicher Zone. Bei dieser „habitablen Zone“ handelt es sich um jene Abstandregion, innerhalb derer ein Planet seinen Stern umkreisen muss, damit aufgrund gemäßigter Temperaturen flüssiges Wasser – und damit die Grundlage zumindest des irdischen Lebens – auf seiner Oberfläche existieren kann.

Die Simulation und Analyse zeige auch, dass das JWST tatsächlich in der Lage sein wird, Kohlendioxid und Wasserdampf, aber auch die Biosignaturen Methan und Ozon in den Atmosphären der TRAPPIST-1-Planeten nachzuweisen.

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Quelle: McGill University

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