Neue Technik zur Suche nach Leben im Alpha-Centauri-System

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Künstlerische Darstellung eines Planeten im Alpha-Centauri-System (Illu.).

Copyright: ESO/L. Calçada/N. Risinger

Freiburg (Deutschland) – Ein internationales Forscherteam hat eine neue Technik zur Suche nach Leben auf fernen Planeten entwickelt. Diese sucht sogenannte Biopigmente deren Spuren im von Exoplaneten reflektierten Licht verborgen sind. Mit der neuen Methode wollen die Forscher zunächst im unserem Sonnensystem nächstgelegenen Planetensystem um Alpha-Centauri nach dortigem Leben suchen.

Wie das Team um Prof. Dr. Svetlana Berdyugina vom Physikalischen Institut der Albert-Ludwigs-Universität und dem Freiburger Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik gemeinsam mit Forschern von der University of Hawaii at Manoa und der Aarhus Universitet aktuell um Fachjournal “International Journal of Astrobiology” (DOI: 10.1017/S1473550415000129) berichtet, haben sie herausgefunden, dass sogenannte biologische photosynthetische Pigmente, von Pflanzen spezifische Spuren in dem von ihnen reflektierten Licht hinterlassen. Genau diese Spuren konnten die Forscher dann in einem nächsten Schritt mithilfe von Polarisationsfiltern nachgewiesen. “Wären auf einem Planeten Biopigmente als Zeichen für Leben vorhanden, würden diese ihre Signatur im reflektierten Licht hinterlassen und wären damit nachweisbar” so die Autoren der Studie.

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Bei den photosynthetischen Pigmenten handelt es sich “um pflanzliche Substanzen, die bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts absorbieren und reflektieren”, so die Pressemitteilung der Albert-Ludwigs-Universität und führt weiter aus: “Dadurch erscheinen sie in den reflektierten Wellenbereichen farbig. Biopigmente befinden sich in Pflanzen, Algen, Bakterien, in der menschlichen Haut sowie im menschlichen Auge und sind für deren farbige Erscheinungen verantwortlich. So absorbieren zum Beispiel Chlorophyll-Pigmente in Pflanzenblättern blaues bis rotes Licht, reflektieren dagegen einen kleinen Teil des grünen Lichts im sichtbaren Bereich und erscheinen dadurch grün. Davon ausgenommen ist infrarotes Licht, das zur Hälfte reflektiert und zur anderen Hälfte durch das Blatt hindurch geht. Carotinoide absorbieren blaues und rotes, reflektieren aber gelbes Licht und sind deshalb typischerweise rot, orange oder gelb gefärbt.”

00942Das vom Blatt reflektierte polarisierte Licht enthält einen Fingerabdruck der Biopigmente des Blatts. Mit einem Polarisationsfilter, hier als Sonnenbrille dargestellt, sind diese Biosignaturen nachweisbar.
Copyright: Svetlana Berdyugina

Die Forscher fanden heraus, dass der Teil des sichtbaren Lichts, den verschiedene Pflanzen in Farben reflektieren, in bestimmte Richtungen schwingt, also polarisiert. Da jedes Biopigment einen farbigen charakteristischen Abdruck im polarisierten Licht hinterlässt, kann eine solche Biosignatur mithilfe von Polarisationsfiltern, die ähnlich wie eine Polaroid-Sonnenbrille oder eine 3D-Kinobrille funktionieren, identifiziert werden.

Auf die gleiche Weise wären diese Signaturen auch im polarisierten Licht von potentiell auf fernen Planeten vorhandenen Pflanzen nachweisbar. Der hohe Kontrast der Biosignaturen in der Polarisation sei entscheidend dafür, sie im überwältigend hellen Sternenlicht zu finden, in dem die exoplanetaren Signale versteckt sind.

“Diese Technik könnte der Schlüssel dazu sein, in dem der Sonne nächstgelegenen Planetensystem Alpha Centauri nach Leben zu suchen“, so Berdyugina. Vor allem der Stern Alpha Centauri B sei hierzu aufgrund seiner Entfernung von der Erde für die Suche schon mit derzeitigen Teleskopen optimal. Bislang ist jedoch noch kein Planet in der bewohnbaren Zone von Alpha Centauri B bekannt. Bei dieser Zone handelt es sich um jene Abstandsregion, innerhalb derer ein Planet seinen Stern umkreisen muss, damit aufgrund gemäßigter Temperaturen Wasser in flüssiger Form – und damit die Grundlage zumindest des irdischen Lebens – auf der Planetenoberfläche existieren kann.

“Sogar schon bevor ein solcher Planet gefunden wird, können wir jetzt mithilfe des Polarisierungsverfahrens nach Biosignaturen suchen, die auf Leben hindeuten”, erläutert Berdyugina abschließend. Für weiter entfernte Planetensysteme werden deutlich größere Teleskope benötigt. Bis Wissenschaftler solche Teleskope bauen, möchte das Team im Licht des Alpha-Centauri-Systems nach photosynthetischen Signaturen suchen.

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