Technosignaturen: NASA fördert Suche nach Signaturen technologisch entwickelter Zivilisationen im All

Rochester (USA) – Während sogenannte Biosignaturen, also chemische Spuren von Lebensprozessen in der Atmosphäre eines Planeten, Leben auf diesem Planeten aufzeigen könnten, könnten „Technosignaturen“ darüber hinaus zwischen einfachen Lebensformen und technologisch entwickelten Zivilisationen unterscheiden. Genau solche Technologie-Signaturen soll eine von der NASA geförderte Studie nun beschreiben und Wege zu deren effektiver Suche finden.

Bislang haben Astronomen mehr als 4.000 Exoplaneten, also Planeten entdeckt, die einen anderen Stern als unserer Sonne umkreisen – darunter auch zahlreiche erdartige und sogar potentiell erdähnliche Planeten, auf denen es auch Leben, ähnlich dem, wie wir es von der Erde kennen, existieren könnte. Solches Leben würde sich vermutlich durch chemische Spuren in der dortigen Atmosphäre verraten, wie sie auch schon mit der nächsten Generation von Teleskopen, registriert werden könnten. Auf der Erde handelt es sich dabei meist um chemische Moleküle, die durch die Ausscheidungsprozesse lebender Organismen in die Atmosphäre in Mengen eingegeben werden, wie sie so nur schwer oder gar nicht durch non-biologische Prozesse erklärt werden können. Die vielleicht bekanntesten Beispiele irdischer atmosphärischer Biosignaturen sind Sauerstoff und Methan. Beide Stoffe entstehen aber nicht nur durch biologische Prozesse, sondern auch non-biologisch, etwa durch geochemische Vorgänge und Reaktionen.

Während also der alleinige Nachweis klassischer Biosignaturen noch nicht ausreicht, um Leben auf einem fernen Planeten nachzuweisen (die andauernde Kontroverse um Methan und Sauerstoff auf dem Mars ist hierfür ein anschauliches Beispiel), gibt es hingegen auch Moleküle, chemische Kombinationen und Verhältnisse bestimmter Elemente und Marker, von denen Wissenschaftler ausgehen, dass sie so nur durch künstliche Eingriffe einer wissenschaftlich-technologisch entwickelten Zivilisation in die Atmosphäre eines Planeten eingebracht werden können – etwa industrielle Abgase oder Radioaktivität. Diese in den entsprechenden Mengen und Verhältnissen zu finden, wäre bei der Suche nach außerirdischem Leben vermutlich ein leichterer und im Ergebnis eindeutigerer Vorgang als die Suche, Bestimmung und Überprüfung von Biosignaturen.

Genau dieses Ziel verfolgt eine aktuell von der NASA geförderte Studie um den Astrophysiker Prof. Adam Frank an der University of Rochester. Ziel der Untersuchung ist die Bestimmung und Suche nach Signaturen einstiger oder heute noch existierender technologisch entwickelter außerirdischer Zivilisationen als neuen Weg der Suche nach außerirdischer Intelligenz (Search für ExtraTerrestrial Intelligence, SETI).

Gemeinsam mit seinen Kollegen Jacob-Haqq Misra von der “Blue Marble Space”, Manasvi Lingam vom Florida Institute of Technology, Avi Loeb von der Harvard University und Jason Wright von der Pennsylvania State University will Frank dabei zunächst einen Online verfügbaren Katalog potentieller Technosignaturen erstellen.

„SETI stand immer schon vor der Herausforderung, zunächst zu bestimmen, wo man suchen muss“, erläutert Frank und führt dazu weiter aus: „Auf welche Sterne soll man die Teleskope richten und nach welchen Signalen soll man suchen? Mittlerweile wissen wir, wo wir die Suche beginnen sollten. Wir kennen bereits tausende Exoplaneten, darunter auch einige, die ihren Stern innerhalb dessen habitabler, also lebensfreundlicher Zone umkreisen. Die Regeln haben sich verändert.“

Auch die Hintergründe der Suche nach außerirdischen Intelligenzen haben sich geändert: „Eine jede technologisch entwickelte Zivilisation, mit der wir auch kommunizieren könnten, muss zwangsläufig Wege finden, Energie zu produzieren. Hierfür gibt es eine begrenzte Anzahl von Wegen. Auch Aliens sind keine Magier.“

Während also das Leben sich in unterschiedlichen Formen ausprägen mag, würde alles Leben mehr oder weniger an die gleichen physikalischen und chemischen Gesetzte des Universums gebunden sein, so die Annahme der Wissenschaftler. Das gelte vermutlich auch für Zivilisationen: „Das bedeutet dann aber auch, dass wir irdische Wissenschaftler auch unser,  auf dieser Grundlage basierende Wissen nutzen können, um uns der Frage zu nähern, was vielleicht auch anderen Ortes im Universum passiert sein könnte.“ Die Wissenschaftler hoffen, die Fördersumme der NASA auch nutzen zu können, um neue Wege bei der Suche nach technologisch entwickelten außerirdischen Zivilisationen zu finden.

Zunächst wollen die Forscher also Wege finden, wie wir von der Erde aus nach zwei möglichen Technosignaturen ferner Techno-Zivilisationen suchen können:

– Sonnenkollektoren: Sterne selbst gehören zu den mächtigsten Energieleiferanten im Universum. Auf der Erde nutzten wir bereits die Energie unseres Sterns, der Sonne. „Die Nutzung der Solarenergie scheint also eine naheliegende, geradezu natürliche Form der Energiegewinnung zu sein“, so Frank. „Wenn eine Zivilisation nun aber viele Solarkollektoren nutzt, so hätte das von diesen Paneelen wieder ins All reflektierte aber auch absorbierte Licht eine ganz bestimmte Wellenlänge. Diese bestimmte Wellenlänge könnte dann gemessen und als Hinweis auf die Existenz solcher Kollektoren gewertet werden.

Im aktuellen Projekt soll es also darum gehen, die Spektralsignaturen von großflächigen planetaren Solarkollektoren zu bestimmen.

– Schadstoffe: „Auf der Erde können wir chemische Schadstoffe in unserer Atmosphäre durch das Licht, das diese Stoffe absorbieren, messen und bestimmen“, erläutert Wright. „Einige bekannte chemische Schadstoffe auf der Erde sind Methan, Stickstoff aber auch künstliche Gase wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs), die wir einst in Haarsprays und teilweise immer noch als Kühlmittel verwenden.“ Biosignaturen-Studien konzentrieren sich auch Chemikalien wie Methan, das selbst von einfachstem Leben produziert wird. Das Team um Frank wird nun einen Katalog chemischer Signaturen wie verschiedenen FCKWs erstellen, die auf die Anwesenheit einer industriellen Kultur auf einem Planeten hindeuten.

Die Studie und Forschungsarbeit setzt Franks frühere Forschung zur theoretischen Astrophysik und SETI fort, innerhalb derer er etwa ein mathematisches Modell zur Darstellung der Entwicklung einer fortgeschrittenen Population im Zusammenhang mit dem möglichen (biologischen) Kollaps eines Planeten erstellt (…GreWi berichtete), hypothetische Exo-Zivilisationen klassifiziert und die Frage gestellt hat, ob potentiell frühere, auf der Erde einst vorhandene technologische Zivilisationen heute überhaupt noch nachweisbar wären (…GreWi berichtete).

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Quelle: University of Rochester

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Andreas Müller

Autor und Publizist