Forscher der Cornell University haben einen bemerkenswerten Durchbruch erzielt, indem sie die erste Karte der Farben erstellt haben, die von Mikroorganismen in irdischen Wolken produziert werden. Diese kleinen Lebewesen, wie bestimmte Bakterien und Algen, produzieren farbige Pigmente, um sich vor intensiver ultravioletter Strahlung in großer Höhe zu schützen. Diese einzigartige Farbsignatur könnte nun als Referenz dienen, um ähnliche Lebensformen in den Atmosphären anderer Welten zu entdecken.
Die Idee zu dieser Forschung stammt von der Astrobiologin Ligia Coelho, die bemerkte, dass die astronomische Wissenschaftsgemeinschaft die Existenz dieser luftigen Ökosysteme weitgehend ignorierte. Sie erklärt, dass diese biologischen Pigmente auf der Erde universell sind und von einer Vielzahl von Organismen produziert werden, um schwierigen Bedingungen zu trotzen. Ihre Anwesenheit in Wolken könnte daher aktive biologische Prozesse auf fernen Planeten verraten.
Künstlerische Darstellung eines erdähnlichen Exoplaneten mit einer Wolkendecke, die farbenfrohes Leben beherbergt.
Bildnachweis: Adam B. Langeveld/Carl Sagan Institute. Adaptiert von NASA/Ames/JPL-Caltech. Das Team modellierte, wie diese Farbsignaturen in den Wolken von Exoplaneten erscheinen würden. Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass Wolken mit mikrobiellem Leben spektrale Merkmale aufweisen würden, die sich von denen ohne Leben unterscheiden. Dieser Unterschied ebnet den Weg für eine neue Nachweismethode.
Die Teleskope der nächsten Generation, wie das NASA Habitable Worlds Observatory und das Europäische Extremely Large Telescope, werden in der Lage sein, nach diesen Farbsignaturen zu suchen. Lisa Kaltenegger, Direktorin des Carl Sagan Institute, betont, dass dieser Ansatz unsere Perspektive völlig verändert: Was früher als Hindernis galt, könnte sich als Vorteil bei der Suche nach außerirdischem Leben erweisen.
Diese Entdeckung erweitert die Möglichkeiten zur Entdeckung von Leben im Universum erheblich. Selbst auf Planeten mit ständig bedecktem Himmel, wie manche potenziell bewohnbare Supererden, könnten Astronomen nun nach biologischen Hinweisen in der Zusammensetzung der Wolken selbst suchen.
Spektroskopie und der Nachweis von Leben
Die Spektroskopie ist eine Technik, die analysiert, wie Materie mit Licht interagiert. Jede Substanz, ob mineralisch oder organisch, absorbiert und reflektiert Licht auf einzigartige Weise und erzeugt so eine Art Licht-Fingerabdruck. Diese Methode ist besonders nützlich in der Astronomie, um die Zusammensetzung von Himmelsobjekten zu studieren, ohne sich ihnen nähern zu müssen.
Im Fall von Exoplaneten nutzen Astronomen die Spektroskopie, um das Licht zu analysieren, das durch ihre Atmosphäre dringt oder von ihrer Oberfläche reflektiert wird. Indem sie dieses Licht in seine verschiedenen Farben zerlegen, können sie die vorhandenen Elemente und Verbindungen identifizieren. Das Vorhandensein bestimmter Gaskombinationen oder besonderer spektraler Signaturen kann auf biologische Aktivität hinweisen.
Die Neuheit dieser Forschung liegt in der Anwendung dieser Technik auf die Wolken selbst. Durch die Erstellung spektraler Modelle für irdische Wolkenmikroorganismen schaffen die Forscher eine Vergleichsbasis für zukünftige Beobachtungen. Teleskope werden so nach ähnlichen Signaturen in den Atmosphären anderer Planeten suchen können.
Diese spektrale Methode könnte Leben selbst unter Bedingungen nachweisen, bei denen andere Ansätze versagen. Auf Planeten, deren Oberfläche aufgrund einer permanenten Wolkendecke unsichtbar ist, könnte die spektrale Analyse der Wolken die Anwesenheit von lebenden Organismen direkt in der Atmosphäre aufdecken und damit das Suchfeld für potenziell bewohnbare Welten erheblich erweitern.
Quelle: The Astrophysical Journal Letters