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Es werden von Astronomen Strategien für die Suche nach Leben im All entwickelt

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Baku, den 2. September (AZERTAG). Die Suche nach Leben im All beschäftigt Menschen seit Ur-Gedenken. Nun haben Astronomen neue Strategien entwickelt, um außerirdisches Leben nachzuweisen. Bei der Suche nach Leben im Weltall sollten sich Astronomen zunächst auf Spuren von Wasser und Sauerstoff in den Atmosphären ferner Planeten konzentrieren. Das schließen die US-Forscher Timothy Brandt und David Spiegel vom Institute for Advanced Study in Princeton im US-Staat New Jersey aus ihrer Modellrechnung zu möglichen Lebensspuren auf anderen Planeten.

Die vielversprechendsten Kandidaten könnten dann gesondert auf Spuren von Chlorophyll untersucht werden, das allerdings mit heutigen Instrumenten nur schwer nachzuweisen sei, schreiben die beiden Wissenschaftler in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften („PNAS“).

Die Suche nach einem belebten Zwilling der Erde ist eines der zentralen Motive bei der Entwicklung neuer, leistungsfähiger Weltraumteleskope. Denn obwohl bereits fast 2000 sogenannte Exoplaneten außerhalb unseres Sonnensystems gefunden wurden, lässt sich mit heutigen Teleskopen nicht verlässlich prüfen, ob einer davon womöglich belebt ist. Hinweise darauf könnte eine Untersuchung der Exoplaneten-Atmosphäre liefern. Das stellt wegen der gigantischen Entfernungen im All jedoch große Herausforderungen an Teleskope.

Eine unverzichtbare Zutat für Leben, wie wir es kennen, ist Wasser. Deshalb interessieren sich Astronomen heute schon besonders für jene Exoplaneten, auf denen Temperaturenherrschen, bei denen Wasser flüssig ist. Der Bereich um einen Stern mit passenden Temperaturen wird daher auch die habitable (bewohnbare) Zone genannt. Es sind bereits mehrere Exoplaneten bekannt, die ihren Stern in dieser Zone umkreisen. Das heißt allerdings nicht unbedingt, dass es auf ihnen tatsächlich Wasser gibt.

Spiegel und Brandt entwickelten anhand der Erde ein einfaches Atmosphärenmodell eines belebten Planeten. Wasser ist in seiner Atmosphäre demnach noch am leichtesten zu entdecken, stellen die Forscher fest. Ein Weltraumteleskop muss dazu eine Trennschärfe von mindestens 40 besitzen. Das heißt, es muss bei etwa einer Wellenlänge von 800 Nanometern (rotes Licht) noch in Wellenlängenabschnitten von 20 Nanometern breite Helligkeitsunterschiede in dem Licht eines fernen Planeten erkennen können.

Das ist mit heutiger Technik zwar machbar. Für den Nachweis von Sauerstoff, ebenfalls ein Schlüsselindiz für Leben wie wir es kennen, muss die Trennschärfe mit einem Wert von 150 allerdings fast vier Mal besser sein.

Wasser und Sauerstoff kann es aber auch auf unbelebten Planeten geben. Ein eindeutiger Nachweis von Leben wäre die Signatur des grünen Pflanzenfarbstoffs Chlorophyll auf einem Exoplaneten. Dazu müsste das Chlorophyll-Signal jedoch rund sechs Mal stärker sein als das Sauerstoff-Signal, um es mit einem Teleskop derselben Empfindlichkeit entdecken zu können.

Das erscheint den Autoren nur dann möglich, falls ein Planet eine vollkommen wolkenfreie Atmosphäre besitzt oder bei leichter Bewölkung mindestens rund ein Drittel seiner Oberfläche mit grüner Vegetation bedeckt ist – deutlich mehr als bei der Erde.

Angesichts der technologischen Schwierigkeiten, die sich anhand ihrer Modellrechnungen zeigen, schlagen die Forscher eine Drei-Stufen-Strategie vor: Künftige Weltraumteleskope sollten zunächst nach Wasser und Sauerstoff in den Atmosphären von Exoplaneten suchen. Für beide Untersuchungen sollten möglichst optimierte Spezialinstrumente entwickelt werden. Bei den vielversprechendsten Kandidaten könnte sich dann die Suche nach der Signatur von Chlorophyll im Licht des Exoplaneten lohnen, meinen Brandt und Spiegel.

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