Aktuelle Berichte über die Entdeckung von Lebenszeichen auf einem fernen Exoplaneten durch das James Webb Space Telescope (JWST) sind leider etwas verfrüht. Zu diesem Ergebnis kommen Untersuchungen von Wissenschaftlern der University of California Riverside (UCR).
Auch wenn es uns wahrscheinlich alle enttäuschen wird, die die Existenz außerirdischen Lebens bestätigen wollen, bedeutet dies nicht, dass das James-Webb-Weltraumteleskop in Zukunft keine Spuren von Leben in der Atmosphäre eines extrasolaren Planeten oder „Exoplaneten“ finden wird.
Die jüngste Aufregung über die mögliche Entdeckung von Anzeichen von Leben auf Exoplaneten begann im Jahr 2023, als das James Webb-Weltraumteleskop potenzielle „Biosignatur“-Elemente in der Atmosphäre des Exoplaneten K2-18 b entdeckte, einem Supererdeplaneten, der etwa 120 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt .
Obwohl viele Exoplaneten von extremer, heftiger oder zumindest „seltsamer“ Natur sind – unabhängig davon, ob sie einer intensiven Strahlung ihrer Sterne ausgesetzt sind, keine feste Oberfläche haben oder Eisspuren am Rand ihres Systems aufweisen – war K2-18 b ein verblüffender Thriller . Das Ziel besteht darin, nach Leben zu suchen, da es unserem Planeten einigermaßen ähnlich ist.
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Eine ozeanische Welt ähnlich der Erde
K2-18 b ist zwei- bis dreimal so breit wie die Erde und hat eine Masse, die 8,6-mal so groß ist wie die unseres Planeten. Außerdem befindet er sich in der bewohnbaren Zone seines Sterns, einer Region, die weder zu heiß noch zu kalt ist, um das Vorhandensein von flüssigem Wasser zu ermöglichen. Daher wird der Exoplanet als ein Ozean oder eine „hesische“ Welt angesehen, die mit flüssigem Wasser gefüllt ist – einem lebenswichtigen Bestandteil für das Leben, wie wir es kennen. Im Gegensatz zur Erde scheint die Atmosphäre dieses Exoplaneten hauptsächlich aus Wasserstoff und nicht aus Stickstoff zu bestehen.
„Dieser Planet erhält ungefähr die gleiche Menge Sonnenstrahlung wie die Erde. Wenn man die Atmosphäre als Faktor herausnimmt, liegt die Temperatur von K2-18 b nahe an der der Erde, was auch eine ideale Situation für die Suche nach Leben ist“, sagte das Team Mitglied und UCR-Projektwissenschaftler Shang -Min Tsai in einer Erklärung.
Das Hauptergebnis der 2023 von Wissenschaftlern der Universität Cambridge mit dem James Webb-Weltraumteleskop durchgeführten Untersuchung von K2-18 b war die Entdeckung von Kohlendioxid und Methan. Diese Moleküle wurden ohne Spuren von Ammoniak nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass diese Welt tatsächlich eine lebendige Welt mit einem riesigen Ozean unter einer wasserstoffreichen Atmosphäre sein muss. Aber es gab auch einen Hinweis auf etwas anderes, etwas sehr Spannendes.
„Bemerkenswert im Hinblick auf die Suche nach Leben ist, dass diese Forscher letztes Jahr über den vorläufigen Nachweis von Dimethylsulfid (DMS) in der Atmosphäre dieses Planeten berichteten, das vom ozeanischen Phytoplankton auf der Erde produziert wird.“ sagte Tsai. Das heißt, wenn sich DMS in nachweisbaren Mengen ansammelt, muss es auf K2-18 b etwas geben, möglicherweise eine Lebensform, die es mit der 20-fachen Geschwindigkeit auf der Erde produziert.
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Da die DMS-Entdeckung nicht schlüssig war, mahnte der Leiter des Untersuchungsteams, der Wissenschaftler der Universität Cambridge, Niku Madhusudan, zur Vorsicht hinsichtlich der DMS-Entdeckung. Er sagte, zukünftige JWST-Beobachtungen seien notwendig, um seine Anwesenheit in der Atmosphäre von K2-18 b zu bestätigen, aber nicht jeder habe das Memo erhalten.
Dieser nicht schlüssige Charakter der DMS-Entdeckung veranlasste das UCR-Team jedoch auch, die Entdeckung weiterzuverfolgen.
„Das DMS-Signal des James Webb-Weltraumteleskops war nicht sehr stark und erschien bei der Analyse der Daten nur auf bestimmte Weise“, sagte Cai. „Wir wollten wissen, ob wir etwas bestätigen können, das wie ein Hinweis auf DMS aussah.“
Was dieses zweite Team anhand von Computermodellen herausfand, die wasserstoffbasierte Atmosphären sowie die Physik und Chemie von DMS berücksichtigen, ist, dass die Originaldaten wahrscheinlich nicht auf die Entdeckung von DMS hinweisen. „Das Signal überschneidet sich stark mit Methan und wir glauben, dass das Herausfiltern von DMS aus Methan die Kapazitäten dieses Tools übersteigt“, sagte Cai.
Das bedeutet, dass das James-Webb-Weltraumteleskop die Welt mit anderen Instrumenten als dem NIRSS (Nahinfrarotbildgeber und Nahinfrarotspektrometer) und dem NIRSpec (Nahinfrarotspektrometer) betrachten muss, mit denen die erste Untersuchung durchgeführt wurde, bei der Hinweise auf das DMS entdeckt wurden. Glücklicherweise überwacht Madhusudans Team K2–18 b weiterhin mit dem anderen Kerninstrument des JWST, MIRI (dem Mittelbereichs-Infrarot-Instrument), während Forscher weitere Informationen über die Umweltbedingungen auf dem Exoplaneten sammeln.
„Die besten Biosignaturen auf einem Exoplaneten können sich erheblich von denen unterscheiden, die wir heute häufiger auf der Erde finden“, sagte Eddie Schwieterman, Teamleiter und Astrobiologe am USC. „Auf einem Planeten mit einer wasserstoffreichen Atmosphäre ist es möglicherweise wahrscheinlicher, dass wir lebenserhaltendes DMS finden als Sauerstoff, der von Pflanzen und Bakterien erzeugt wird, wie es auf der Erde der Fall ist.“
Stellt diese kleine Enttäuschung einen Rückschlag für Wissenschaftler dar, die im Universum nach Lebenszeichen suchen? Dies ist kein Zufall und überschattet auch nicht die Bedeutung der Voruntersuchung als Fortschritt in unserem Verständnis der hessischen Welten, die eines der vielversprechendsten Ziele dieser Forschung darstellt.
„Warum erforschen wir das Universum ständig nach Lebenszeichen?“ fragte Cai rhetorisch. „Stellen Sie sich vor, Sie campen nachts in Joshua Tree und hören etwas. Ihr Instinkt ist es, das Licht anzustrahlen, um zu sehen, was sich dort befindet. Das tun wir in gewisser Weise auch.“
Die neue Studie, die diese Ergebnisse diskutiert, wurde am 2. Mai veröffentlicht Astrophysikalische Tagebuchbriefe.
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