Kohlenmonoxid doch keine Anti-Biosignatur für außerirdisches Leben
Riverside (USA) – Während das geruchs- und farblose Gas Kohlenmonoxid normalerweise als gefährlich bis lebensbedrohlich gilt und Detektoren vor dessen unerwarteter Ausbreitung warnen können, galt das Gas bislang auch unter Astrobiologen – so es in größeren Mengen in der Atmosphäre eines fernen Planeten geortet werden könnte – als deutliches Anzeichen dafür, dass es auf dieser Welt vermutlich kein erdähnliches Leben geben kann – sozusagen eine Anti-Biosignatur. In einer neuen Studie kommen US-Wissenschaftler nun jedoch zum genau gegenteiligen Schluss.
Wie das Team um Edward Schwieterman von der University of California – Riverside (UCR) aktuell im „Astrophysical Journal“ (DOI: 10.3847/1538-4357/ab05e1) berichtet, könnte Kohlenmonoxid (CO) sogar ein Anzeichen dafür sein, dass es auf einem Planeten einfache Lebensformen gibt.
Schon mit dem Hubble-Nachfolger, dem James-Webb-Space-Telescope (JWST), könnte das Gas in den Atmosphären um einige ferne Exoplaneten identifiziert werden, so Schwieterman. „Und dann wäre es eine Schande, wenn wir belebte Welten übersehen würden, nur weil wir nicht alle Möglichkeiten berücksichtigt haben.“
Anhand von Computermodellen haben die Forscher und Forscherinnen die mögliche Chemie ferner Biosphären und Atmosphären simuliert, um so zwei faszinierende Szenarien zu untersuchen, in denen sich Kohlenmonoxid auch in den Atmosphären belebter Planeten ansammelt.
www.grenzwissenschaft-aktuell.de
+ HIER können Sie den täglichen und kostenlosen GreWi-Newsletter bestellen +
Im ersten Szenario, gleicht ein angenommener Planet unserer Erde in einem frühen Stadium: „Auf der heute sauerstoffreichen Erde, kann sich Kohlenmonoxid nicht anreichern, weil das Gas sehr schnell wieder durch chemische Reaktionen in der Atmosphäre zersetzt wird. Vor drei Milliarden Jahren aber, war unsere Erde ein ganz anderer Ort: Die Ozeane waren bereits voll von mikrobiologischem Leben, aber die Atmosphäre war nahezu sauerstoffleer und unsere Sonne noch deutlich schwächer.“
In ihren Modellen haben die Wissenschaftler zunächst also eine frühe Version dieser bereits belebten aber sauerstoffarmen Erde entworfen, innerhalb deren Atmosphäre Kohlenmonoxid bereits zu rund 100 Teilen pro Million (ppm) – und damit mehrere Größenordnungen höher als die heutigen Teile pro Milliarde) – aufrechterhalten werden konnte.
Das Ergebnis dieser Simulation zeigt, dass auch in den Atmosphären bereits belebter, zugleich aber sauerstoffarmer Planeten um sonnenähnliche Sterne Kohlenmonoxid vorhanden sein könnte. „Das ist ein perfektes Beispiel dafür, wie schon unsere eigene Erde als Richtlinie für die Suche nach außerirdischem Leben auch im sonstigen Universum genutzt werden kann“, kommentiert Timothy Lyons, Koautor der Studie und Direktor des Alternative Earths Astrobiology Centers an der UCR.
In einer zweiten Simulation zeigte sich ein für die Ansammlung von Kohlenmonoxid noch idealeres Szenario: Hier simulierten die Forscher die Photochemie auf einem Planeten, der einen Roten Zwergstern wie beispielsweise den der Sonne nächstgelegenen Nachbarstern „Proxima Centauri“ umkreist. In ihren Modellen simulierten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen Planeten, die bereits belebt waren und über eine bereits sauerstoffreiche Atmosphäre verfügten. Auch hier zeigte sich, dass der Kohlenmonoxidanteil sogar erstaunlich hoch sein könnte und in Bereichen von hunderten ppm bis hin zu einigen Prozent betragen könnte.
„Angesichts dieser unterschiedlichen möglichen astrophysikalischen Bedingungen, sollten wir also nicht überrascht sein, mikrobiologische Biosphären/Atmosphären mit hohen Kohlenmonoxid-Anteilen zu finden“, so Schwieterman weiter. „Allerdings dürften diese Umgebungen vermutlich (noch) nicht geeignet für höhere Lebensformen wie Tiere und Menschen sein, wie wir sie von der Erde kennen.“
Die Studie ist Teil breit angelegten Anstrengungen, die Ergebnisse zukünftiger Missionen in Katalogen zusammenzufassen, um so die unterschiedlichen Zusammensetzungen exoplanetarer Atmosphären zu bestimmen und auf ihre potentielle Lebensfreundlichkeit und eventuell vorhandene sog. Biosignaturen hin zu untersuchen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden einige Gase, darunter eben auch das besagte Kohlenmonoxid – als Beweis dafür eingestuft, dass es auf einem Planeten kein Leben geben sollte (sog. Anti-Biosignaturen), würde das Gas in ausreichenden Mengen in der Atmosphäre eines Exoplaneten geortet werden können. „Jetzt wissen wir, dass dem nicht zwangsläufig so ist, bzw. welche Mengen von Kohlendioxid dennoch mit der potentiellen Existenz von Biosphären auf einem Planeten vereinbar sind.“
© grenzwissenschaft-aktuell.de
