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Künstlerische Darstellung des blauen Exoplaneten

Lebensspuren: Eindeutig zweideutig

Astronomen haben mittlerweile fast 2.000 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Viel mehr als deren Größe, der Abstand zu ihrem Stern und ihre Umlaufgeschwindigkeit lässt sich jedoch bisher nicht nachweisen. Als nächstes wollen Wissenschaftler die Atmosphären dieser Welten auf Hinweise für Leben untersuchen.

Astronomie 18.03.2014

Wenn es irgendwo Leben gibt, dann verrät es sich auch - und zwar durch Gasabsonderungen von Organismen in der Atmosphäre des entsprechenden Planeten. "Biosignaturen sind Gase oder bestimmte Moleküle in der Atmosphäre eines Planeten, die uns erlauben herauszufinden, ob es auf diesem Planeten Leben geben könnte", erklärt die österreichische Astrophysikerin Lisa Kaltenegger vom Harvard Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge.

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Mit der Suche nach Leben beschäftigt sich diese Woche die Tagung Search for Life beyond the Solar System in Tuscon, Arizona.

Ö1 Sendungshinweis:

Dem Thema widmet sich auch ein Beitrag in Wissen aktuell am 18.3., 13:55 Uhr.

Zwei Beispiele für Biosignaturen: Menschen atmen CO2 aus. In den Mägen von Kühen wird Methan produziert. Finden sich diese beiden Gase in der Atmosphäre eines Planeten, kann man davon ausgehen, dass dort unten etwas kreucht und fleucht – möchte man meinen. "In der Tat könnten Kohlendioxid und Methan Biosignaturen sein, weil diese Gase von Bakterien produziert werden", gibt Lisa Kaltenegger zu. Sie könnten jedoch auch auf geologischem Wege entstehen. "Wir können normalerweise nicht sagen, ob diese Gase biologisch entstanden sind oder nichtbiologisch und können sie deshalb nicht als Biosignatur bezeichnen."

Aber wie wäre es mit Sauerstoff? Immerhin ist das ein Abfallprodukt beim Prozess der Photosynthese. "Auf der Erde ist Sauerstoff in der Tat eine Biosignatur", sagt Steven Benner, ein Astrobiologe im Dienste der Foundation for Applied Molecular Evolution in Gainesville, Florida. Schließlich werde dieses Element von etwas Lebendigem produziert, nämlich Pflanzen. Wenn sich Planeten jedoch nahe an ihrem Stern befinden, kann dieser - als Abfallprodukt der Kernfusion in seinem Innern - die Atmosphäre des Planeten ebenfalls mit Sauerstoff anreichern.

Die Masse macht‘s

So einfach scheint sich fremdes Leben also doch nicht zu verraten. Vielleicht geht es bei Biosignaturen eher um Quantität statt um Qualität. "Denn wenn Sie nur Sauerstoff nachweisen können, ist es unmöglich zu sagen, ob es Leben auf dem entsprechenden Planeten geben könnte", so Lisa Kaltenegger. Denn Sauerstoff lasse sich auch durch Elektrolyse generieren, durch Spaltung von Wasser also. Zusätzlich zum Sauerstoff selbst müsse ein weiteres Gas nachgewiesen werden, das mit dem Sauerstoff reagiert. Dies wäre ein Indiz dafür, dass O2 nicht nur vorhanden ist, sondern auch ständig Nachschub geliefert wird und das Gas mit anderen Gasen reagiert, so dass sich daraus beispielsweise in der Atmosphäre Ozon bildet.

"Wir könnten berechnen, wie viel Ozon oder Sauerstoff in der Atmosphäre des entsprechende Planeten bei seiner Größe und seiner Entfernung zum Stern maximal auftreten dürfte, ohne dass Leben involviert wäre", mutmaßt Steven Benner. "Wenn eine bestimmte Menge überschritten wird, dann hätten wir eine Biosignatur."

Die Grenze zum Leben

Aber wo liegt die Grenze? Ab wann spricht welche Menge Sauerstoff für das Vorhandensein von Leben? "Ab einem Zehntausendstel oder Hunderttausendstel der Konzentration von Sauerstoff in der Erdatmosphäre könnten wir von einer Biosignatur sprechen", glaubt Lisa Kaltenegger. Die irdische Atmosphäre besteht nur zu rund 20 Prozent aus Sauerstoff. Es bedürfte also nicht viel, damit sich über das Vorhandensein dieses Gases in der Atmosphäre eine Lebensform auf dem Boden verrät, glaubt auch Steven Benner. "Der Anteil von Sauerstoff in der Erdatmosphäre ist zu hoch, um ihn anorganisch zu erklären. Ich würde sogar sagen, er ist um einen Faktor 100 zu hoch!"

Biosignaturen also taugen nur im Zusammenhang mit anderen Gasen, Wechselwirkungen mit diesen und ab einer bestimmten Menge. Kein Gas sei von Natur aus ein Beweis für Leben, betont Lisa Kaltenegger. "Es gibt keine eindeutige Biosignatur." Wobei es jedoch sein könne, dass der irdischen Wissenschaft eine außerirdische Physik oder Biologie auf einem anderen Planeten schlicht unbekannt sei. "Aber Biosignatur nennen wir in der Astronomie etwas nur, wenn wir keine andere Erklärung haben als Leben."

Guido Meyer, science.ORF.at

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