Eine Entdeckung im astronomischen Bereich versetzt die Wissenschaftsgemeinde in Aufruhr: Ein internationales Forscherteam hat Ungewöhnliche chemische Signale in der Atmosphäre des Exoplaneten K2-18b, etwa 124 Lichtjahre entfernt, was mit biologischen Prozessen in Zusammenhang stehen könnte. Dieser Befund ist zwar noch lange keine endgültige Bestätigung, stellt aber die bislang bedeutendster Fortschritt bei der Suche nach außerirdischem Leben.
Der Exoplanet K2-18b im Sternbild Löwe gehört zu einer Klasse von Planeten, die als Hyceans, gekennzeichnet durch ihre Größe zwischen der Erde und dem Neptun und durch ihr Potenzial, flüssige Ozeane unter dichten wasserstoffreichen Atmosphären. Diese Art von Welten gelten aus astrobiologischer Sicht als vielversprechend, insbesondere aufgrund ihrer Fähigkeit, über längere Zeit stabile Bedingungen aufrechtzuerhalten.
Eine Atmosphäre mit möglichen biologischen Spuren
Mit den hochentwickelten Instrumenten der Das James-Webb-Weltraumteleskopgelang es dem Astronomenteam, in der Atmosphäre von K2-18b spektrale Signale zu entdecken, die Dimethylsulfid (DMS) und Dimethyldisulfid (DMDS). Diese Verbindungen haben auf der Erde einen ausschließlich biologischen Ursprung, hauptsächlich zurückzuführen auf marine Mikroorganismen wie Phytoplankton.
Die Identifizierung dieser Elemente erfolgte durch die Technik der Spektroskopie während die Transite des Planeten vor seinem Stern. Mithilfe dieser Methode können wir analysieren, wie bestimmte Wellenlängen des Sternenlichts von den atmosphärischen Gasen des Planeten absorbiert werden, und so seine Zusammensetzung ermitteln.
Die ersten Hinweise auf diese Moleküle wurden von den Instrumenten NIRISS und NIRSpec des JWST erfasst, die im Nahinfrarotbereich. Anschließend erfolgte eine ergänzende Beobachtung mit dem auf den mittleren Infrarotbereich spezialisierten MIRI-Modul, bestätigte das Vorhandensein der gleichen Signale mit größerer Klarheit. Diese instrumentelle Redundanz verleiht den erfassten Daten eine größere Robustheit.
Laut Wissenschaftlern ist das Vorhandensein von DMS und DMDS in Mengen, die tausendmal größer sind als die auf unserem Planeten beobachteten könnte auf die Existenz einer Art biologischer Aktivität hinweisen. Sie erkennen jedoch an, dass Es ist auch möglich, dass diese Substanzen durch nicht-biologische chemische Prozesse entstehen in dieser Art von Planetenumgebungen noch unbekannt.
Eine mögliche hyceanische Welt
K2-18b hat eine Masse etwa achtmal höher dem der Erde und einem etwa 2,6-mal größeren Durchmesser. Die Lage in der bewohnbare Zone seines Muttersterns deutet darauf hin, dass er existieren könnte Wasser im flüssigen Zustand, grundlegend für das Leben, wie wir es kennen.
Frühere Beobachtungen des Webb-Teleskops hatten bereits gezeigt organische Moleküle wie Methan und Kohlendioxid in der Atmosphäre des Planeten, was die Hypothese untermauert, dass es sich um eine bewohnbare Umgebung handelt. Diese Daten deuten auf die Existenz einer Hyceanischer Planet, eine von Ozeanen bedeckte Welt mit einer wasserstoffreichen Atmosphäre.
Diese Art von Exoplaneten ist relativ neu und obwohl sie nicht beherbergen konnten komplexes intelligentes Leben, ja, sie könnten unterstützen mikrobielle Organismen, die den ersten Lebewesen auf der Erde ähneln. Der Nachweis potenziell biologischer Verbindungen unter diesen Bedingungen ist besonders faszinierend.
Interpretationen, Vorsicht und nächste Schritte
Das statistische Vertrauensniveau des Ergebnisses beträgt 3 Sigma, was bedeutet, dass es eine Wahrscheinlichkeit gibt, 0,3% dass die Ergebnisse ein Zufall sind. In der Wissenschaft ist es jedoch notwendig, die 5 Sigma eine Entdeckung als bestätigt anzusehen, was einer Irrtumswahrscheinlichkeit von weniger als 0,00006%.
Um diese Gewissheit zu erlangen, planen die Forscher, zwischen 16 und 24 zusätzliche Beobachtungsstunden mit JWST. Diese für die kommenden Monate geplanten Sitzungen werden dazu beitragen, das Vorhandensein dieser Moleküle genauer zu bestätigen.
Nikku Madhusudhan, Astrophysiker am Universität von Cambridge und Hauptautor der Studie, betont, dass „Es ist von entscheidender Bedeutung, unsere Schlussfolgerungen einer strengen und skeptischen Analyse zu unterziehen. Nur dann können wir die mögliche Existenz von Leben außerhalb der Erde mit Sicherheit bestätigen.“.
Auch einige externe Experten äußerten ihre Vorsicht. In der Vergangenheit erwiesen sich andere Hinweise auf K2-18b und andere Exoplaneten als falsch positive, wie im Fall des zunächst nachgewiesenen Wasserdampfs, der später als eine andere Verbindung identifiziert wurde.
Sind wir einer endgültigen Antwort nahe?
Diese Entdeckung wirft eine der ältesten Fragen der Menschheit wieder auf: sind wir allein im Universum? Obwohl die Erkenntnisse zu K2-18b noch vorläufig sind, deuten sie darauf hin, dass Leben, zumindest in einfachen Formen, möglicherweise nicht ausschließlich auf der Erde.
Diese Studie stellt einen wichtigen Fortschritt in der technische Kapazität der aktuellen Instrumente. Die Möglichkeit, Biosignaturen durch spektrale Beobachtungen aus so großen Entfernungen zu identifizieren, zeigt das enorme Potenzial von James-Webb-Teleskop und zukünftige Weltraumteleskope in der Entwicklung.
Während neue Daten gesammelt und analysiert werden, K2-18b wird weiterhin im Mittelpunkt des Interesses stehen Dies lässt die Möglichkeit aufkommen, dass wir an der Schwelle zu einem entscheidenden Wandel in unserem Verständnis unseres Platzes im Kosmos stehen.
