Biosignaturen: Riesenteleskop ELT könnte in kurzer Zeit außerirdisches Leben in Erdnähe finden
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Seattle (USA) – 2030 soll es fertig sein: das derzeit noch im Bau befindliche „Extremely Large Telescope“ (ELT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in der Atacama-Wüste. Eine neue Studie zeigt nun, dass es mit dem ELT nur wenige Beobachtungsstunden brauchen wird, um sonnennahe Planetensysteme nach Anzeichen für mögliches Leben abzusuchen.
Die baldige Inbetriebnahme extrem großer Teleskope wie dem ELT eröffnet neue Möglichkeiten zur Untersuchung der Atmosphären erdähnlicher Exoplaneten, insbesondere solcher, die nicht in einem sogenannten Transit perspektivisch vor der „Sonnenscheibe“ ihres Sterns vorbeiziehen (nicht-transitierende Exoplaneten). In einer aktuell vorab via ArXiv.org veröffentlichten Studie haben der Astrobiologe Miles H. Currie von der University of Washington und Victoria S. Meadows von Nexus for Exoplanet System Science der NASA die potenzielle Nachweisbarkeit verschiedener atmosphärischer Gase, die als Indikatoren für Lebensfreundlichkeit, mögliche Biosignaturen oder zur Unterscheidung von falsch-positiven Signalen für Leben dienen könnten.
Die Untersuchungen der beiden Forschenden zielen darauf ab, zu bestimmen, welche atmosphärischen Gase in den Atmosphären erdgroßer und sub-neptunischer Planeten durch bodengestützte Beobachtungen in deren reflektiertem Licht nachweisbar sind. Hierfür nutzen sie eine verbesserte Simulationsmöglichkeit für das Extremely Large Telescope, um die Erkennbarkeit dieser Gase unter verschiedenen Beobachtungskonfigurationen zu bewerten.
Die Simulationen basieren auf fünf Atmosphärenmodellen: jenes der modernen Erde, der urzeitlichen Erde, Sub-Neptune und unbelebte Atmosphären als Beispiele für potenziell falsch-positiven Biosignaturen.
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Für jedes dieser Modelle berechnen Meadows und Currie die Nachweisbarkeit spezifischer Moleküle, die Hinweise auf Lebensfreundlichkeit oder Leben geben könnten. Besonderes Augenmerk legen sie auf sonnennahe nicht-transitierende Exoplaneten innerhalb von 10 Parsec (rund 30 Lichtjahre) Distanz. Ein Beispiel für einen solchen Planeten ist etwas der „Proxima Centauri b“, in etwa 4,2 Lichtjahren Entfernung.
Die Simulationen zeigen, dass es möglich sein könnte, eine sub-neptunische Atmosphäre auf Proxima Centauri b bereits nach einer einzigen Beobachtungsstunde auszuschließen. Zudem könnten bestimmte Biosignaturen, insbesondere die Ungleichgewichtspaare O₂/CH₄ und CO₂/CH₄, unter optimistischen Annahmen innerhalb von etwa zehn Stunden nachgewiesen werden.
Darüber hinaus könnten durch die Identifikation von Molekülen wie Kohlenmonoxid (CO) und Wasserdampf (H₂O) unbelebte Welten von solchen mit potenziellem Leben unterschieden werden, indem abiotische Anreicherungen von O₂ und/oder CH₄ erkannt werden.
Diese Ergebnisse der Studie unterstreichen das Potenzial des ELT und anderer Großteleskope, in naher Zukunft die Atmosphären mehrerer benachbarter erdartiger oder gar erdähnlicher Exoplaneten zu charakterisieren und nach Hinweisen auf deren Lebensfreundlichkeit und Leben zu suchen. Die Studie liefert eine wichtige Grundlage für die Planung zukünftiger Beobachtungen und die Interpretation der dabei gewonnenen Daten.
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Recherchequelle: ArXiv.org
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