Wasserstoff-Welten: Außerirdisches Leben könnte auf noch mehr Planeten existieren als bislang gedacht

Escherichia coli-Bakterien unter dem Elektronenmikroskop. Copyright: Gemeinfrei
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Escherichia coli-Bakterien unter dem Elektronenmikroskop. Copyright: Gemeinfrei

Escherichia coli-Bakterien unter dem Elektronenmikroskop.
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Cambridge (USA) – Schon die nächste Generation von Groß- und Weltraumteleskopen könnte die Atmosphären ferner Planeten auf deren chemische Zusammensetzung und darauf gedeihendes Leben analysieren. Jetzt zeigen US-Wissenschaftler, dass Mikroben auch auf Wasserstoff-Welten gedeihen könnten und erweitern damit das Spektrum potentiell lebensfreundlicher Welten enorm.

Wie das Team um Sara Seager vom Massachusetts Institute of Technology aktuell im Fachjournal „Nature Astronomy“ (DOI: 10.1038/s41550-020-1069-4) berichtet, suchen sie nach Möglichkeiten außerirdischen Lebens, das sich von dem auf der Erde derart unterscheiden könnte, dass wir es auf den ersten Blick vielleicht gar nicht als solches erkennen würden – wenn wir nicht danach suchen.

Bei dieser Suche bemühen sich die Astrobiologen auch darum, Umgebungen zu identifizieren, die auch jenseits unserer „terrazentrischen“ Vorstellungen von Lebensräumen Leben beheimaten könnten.

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Anhand von Laboruntersuchungen haben Seager und Kollegen Mikroben untersucht, die innerhalb von Atmosphären gedeihen können, die von Wasserstoff dominiert werden – Atmosphären also, die sich sehr stark von der an Stickstoff und Sauerstoff reichen Atmosphäre unserer Erde unterscheiden.

Wasserstoff ist ein sehr viel leichteres Gas als Stickstoff oder Sauerstoff weshalb eine wasserstoffreiche Atmosphäre sich sehr viel weiter um einen Felsplaneten ausdehnen würde und wäre auf diese Weise sehr viel leichter zu entdecken und aus der Ferne von leistungsfähigen Teleskopen zu untersuchen, als kompakte erdartige Atmosphären.

Die Ergebnisse von Seagers Untersuchungen zeigen, dass zumindest einfache Lebensformen auch auf Planeten mit Wasserstoff-reichen Atmosphären gedeihen könnten, weshalb diese sich als erste Ziele für die Suche nach Anzeichen von Leben mit der nächsten Teleskop-Generation, wie etwa mit dem „James Webb Space Teleskop“ (JWST), dessen Start für 2021 geplant ist, also anbieten würden.

Künstlerische Darstellung eines Exoplaneten mit einer von Wasserstoff dominierten Atmosphäre (Illu.). Copyright: NASA/JPL

Künstlerische Darstellung eines Exoplaneten mit einer von Wasserstoff dominierten Atmosphäre (Illu.).
Copyright: NASA/JPL

„Es gibt dort draußen eine Vielzahl von potentiell lebensfreundlichen Welten“, so Seager. „Mit unsrer Arbeit zeigen wir, dass selbst erdartiges Leben unter Wasserstoff-reichen Atmosphären existieren kann. Wir sollten also auch diese Planeten auf unsere Liste potentiell lebensfreundlicher Welten setzen und versuchen, dieses Leben zu finden.“

Hefe unter dem Elektronenmikroskop. Copyright: David O Morgan

Hefe unter dem Elektronenmikroskop.
Copyright: David O Morgan

In ihren Untersuchungen konzentrierten sich Seager und Kollegen auf die Über-Lebensfähigkeit zweier Mikrobenarten innerhalb von Atmosphären, die zu 100 Prozent aus Wasserstoff bestehen. Bei diesen Mikroben handelt es sich um das einfache prokaryotische Bakterium „Escherichia coli“ (E.coli) und die komplexere, eukaryotische Hefe, die beide zuvor noch nicht innerhalb von Wasserstoff dominierten Atmosphären untersucht wurden. Zugleich stellen beide Mikroben Standardmodell-Organismen dar, die schon lange von Wissenschaftlern untersucht und beschrieben und verstanden wurden. Hinzu können beide – E.coli wie auch Hefe – ohne Sauerstoff überleben.

Zugleich erläutert Seager aber auch, dass die durchgeführten Experimente nicht dazu geeignet sind, die Frage zu beantworten, ob die Mikroben Wasserstoff auch als Energiequelle nutzen können. „Uns ging es zunächst nur darum zu untersuchen, ob eine reine Wasserstoffatmosphäre bestimmte, uns bekannte Lebensformen nicht schädigen oder gar töten würden. Bislang haben vermutlich die wenigsten Astronomen Wasserstoffwelten als potentiell lebensfreundliche Umgebungen wahrgenommen.“

…Das könnte sich nun ändern.

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Quelle: Massachusetts Institute of Technology

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