Künstlerische Darstellung des James-Webb-Weltraumteleskops im Einsatz (Illu.).
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Heidelberg (Deutschland) – Mehrfach verschoben, soll das neue Weltraumteleskop „James Webb“ von NASA, ESA und der kanadischen Raumfahrtagentur CSA nun am 22. Dezember 2021 ins All starten. Eine aktuelle Studie stützt die Hoffnung, dass mit dem Hubble-Nachfolger schon nach relativ kurzen Beobachtungszeiten Signaturen möglichen Lebens auf einem der Planeten des von der Sonne gerade einmal 40 Lichtjahre entfernten Systems Trappist-1 schon nach 200 Beobachtungsstunden gefunden werden könnten.
Wie Thomas Mikal-Evans vom Max-Planck-Institut für Astronomie und dem MIT-Kavli Institute for Astrophysics and Space Research vorab via ArXiv.org berichtet, hat er die Atmosphäre des Planeten „Trappist-1e“ in verschiedenen Zuständen modelliert und auf dieser Grundlage analysiert, wie viele Transits des Planeten vor der Sonnenscheibe seines Sterns das neue Weltraumteleskop beobachten müsste, um eine belastbare Aussage über das Vorhandensein zweier als klassische Lebenszutaten geltende chemischer Verbindungen, Methan (CH4) und Kohlenstoffdioxid (CO2) machen zu können.
Hintergrund
Als Transit bezeichnen Astronomen das Vorbeiziehen eines Planeten vor der „Sonnenscheibe“ seines Zentralgestirns. Um diese Passage beobachten zu können, muss der Planet seinen Stern jedoch entlang einer gedachten Linie zwischen Beobachter (etwa einem erdgestützten oder Weltraumteleskop) und dem Stern selbst umkreisen. Auf diese Weise können nicht nur Planeten um ferne Sterne entdeckt werden, sondern auch anhand des eine eventuell vorhandene Planetenatmosphäre hindurchscheinenden Sternenlichts, auf die chemische Zusammensetzung geschlossen werden. Auf diese Weise ist es also – mit entsprechend leistungsstarken Teleskopen und Spektroskopen – auch aus großer Ferne möglich, nicht nur allgemein die potenzielle Lebensfreundlichkeit eines Planeten zu bewerten, sondern auch sogenannte Biomarker nachzuweisen – chemische Moleküle also, die für sich oder in Kombination mit anderen ebenfalls vorhandenen Stoffen, zumindest auf unserer Erde als Ergebnis biologischer Prozesse bekannt sind.
Der Planet Trappist-1e ist nicht nur aufgrund seiner Zusammensetzung, Größe und Distanz zu seinem Zentralgestirn interessant, bisherige Beobachtungen legen zudem nahe, dass seine Atmosphäre der unserer Erde während des sogenannten Archaikums (vor rund 4 Milliarden) entspricht.
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Während der Wissenschaftler selbst keine Vermutungen über die Zusammensetzung der Trappist-1e-Atmosphäre anstellt, hat er diese jedoch in verschiedenen Formen und Zuständen möglicher Wolken- und Dunstschichten modelliert und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen:
„Sollte Trappist-1e eine atmosphärische Zusammensetzung ähnlich jener der Erde des Archaikums aufweisen, so könnte eindeutige Nachweise von CH4 und CO2 bereits nach 5-10 beobachteten Transits erbracht werden.“ Auch unter ungünstigeren anderen Druck- und Bewölkungsverhältnissen wären entsprechenden Nachweise schon bei bis zu 30 Transits möglich.
Auf diese Weise wäre eine gezielte exklusive Beobachtungszeit von maximal 200 Stunden notwendig, um die Frage nach dem Vorhandensein der Biomarker in der Trappist-1e-Atmosphäre beantworten zu können.
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Recherchequelle: ArXiv.org
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