Das Teleskop wird am Freitag (26.04.2024) seinen Blick auf den Planeten K2-18b richten und nach einem Gas suchen, das auf der Erde „nur vom Leben produziert“ wird.
Das James-Webb-Weltraumteleskop wird am Freitag seinen Blick auf einen fernen Planeten in einem anderen Sonnensystem richten, um einen der verlockendsten Hinweise auf außerirdisches Leben zu untersuchen, das jemals entdeckt wurde.Unterhalb des Sternbildes Löwe, zu schwach für das bloße Auge, befindet sich der Rote Zwergstern K2-18, etwa halb so groß wie unsere Sonne. In seiner Umlaufbahn befindet sich ein Planet namens K2-18b, bei dem es sich vermutlich um eine von Ozeanen bedeckte Welt handelt, die etwa das 2,6-fache des Erdradius hat.Versteckt in seiner Atmosphäre haben Wissenschaftler Anzeichen von etwas entdeckt, das letztendlich zeigen könnte, dass die Erde nicht die einzige Heimat des Lebens ist.
Es handelt sich um ein Gas namens Dimethylsulfid (DMS). Auf der Erde hat das Gas nur eine Quelle. Es wird „nur vom Leben produziert“, erklärt die NASA, hauptsächlich durch „Phytoplankton in Meeresumgebungen“.
„Es war ein echter Schock, ich hatte eine Woche lang schlaflose Nächte“, sagte Dr. Nikku Madhusudhan, der Astrophysiker aus Cambridge, der die Studie leitete, und erinnerte sich an den Moment im letzten Jahr, als die Analyse einen möglichen Hinweis auf DMS in der Atmosphäre des Planeten zeigte. „In dieser Woche hatte ich nicht einmal den Mut, es meinem eigenen Team zu zeigen.“Die Aufregung und Vorsicht des Professors sind angesichts der möglichen Auswirkungen der Entdeckung verständlich. Die Aussicht auf außerirdische Algen in einem fremden Meer ist besorgniserregend, aber der Wissenschaftler bleibt vorerst entschieden „auf der konservativen Seite“.
Anhand erster Daten, die letztes Jahr vom James Webb Space Telescope (JWST) zurückgesandt wurden , konnten die Forscher mit mehr als 50-prozentiger Sicherheit sagen, dass DMS vorhanden war, aber dies sei alles andere als ein „schlüssiger Beweis“, sagte Madhusudhan.Er wird warten, bis das Teleskop die für Freitag geplanten achtstündigen Beobachtungen durchführt, um gezielt nach DMS zu suchen. Er wird dann monatelang über den Daten brüten, bevor er es wagt zu behaupten, dass sie definitiv gefunden wurden.Seit letztem Jahr zerbrechen sich Wissenschaftler den Kopf, können sich aber immer noch keinen natürlichen geologischen oder chemischen Prozess vorstellen, der ohne lebende Organismen DMS erzeugen könnte.
Wo ist K2-18b und warum ist es spannend?
Der Planet K2-18b ist 124 Lichtjahre entfernt. Dies macht es zu einem relativ nahen Nachbarn im galaktischen Sinne, obwohl eine Sonde 2,2 Millionen Jahre brauchen würde, um es mit 38.000 Meilen pro Stunde, der Geschwindigkeit der Voyager-Raumsonde, zu erregespanntheitichen.Es hat den 2,6-fachen Radius und die 8,6-fache Masse der Erde und liegt in einer „Sub-Neptun“-Klasse zwischen Erde und Neptun, ein Typ, der in unserem Sonnensystem nicht vorkommt.
Als er 2015 entdeckt wurde, wie er wie eine winzige Sonnenfinsternis vor seinem Stern vorbeizog, war er nur einer von Tausenden „Exoplaneten“, die in unserer Galaxie entdeckt wurden. Aber Astronomen fanden heraus, dass er in der bewohnbaren Zone seines Sterns umkreist, wo Wasser, der Schlüsselbestandteil allen Lebens, wie wir es kennen, flüssig sein könnte. Nachfolgende Beobachtungen mit den Teleskopen
Hubble und James Webb haben den Planeten kontinuierlich in die Rangliste der faszinierendsten Welten der Milchstraße befördert. Madhusudhans nach wie vor umstrittene Theorie besagt, dass K2-18b eine „Hycean“-Wasserwelt ist, ein Begriff, den er selbst als Sinnbild für Wasserstoff und Ozean geprägt hat. Seine auf der Dichte basierenden Berechnungen deuten darauf hin, dass seine Oberfläche von einem Ozean bedeckt ist, der Hunderte von Kilometern tief ist und über eine wasserstoffreiche Atmosphäre und einen kleinen felsigen Kern verfügt.
Was hat James Webb bisher herausgefunden?
Wenn das Licht eines Sterns auf dem Weg zur Erde durch die Atmosphäre eines Planeten streicht, werden einige seiner Farben von Chemikalien in den Wolken absorbiert. Sie hinterlassen einen Fingerabdruck im Spektrum, den das JWST lesen kann, um die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre aufzudecken.
Für Madhusudhan, der von seinem Postdoktorandenteam als Madhu bekannt ist, war es eine „große Sache“, die Technik auf K2-18b anzuwenden, denn „zum ersten Mal sieht man die Atmosphäre eines Planeten in der bewohnbaren Zone über den gesamten Wellenlängenbereich.“ “.„Es war ein sehr tiefgreifender Moment“, sagte er und erinnerte sich an „so viele Gedanken und Emotionen“, als die Daten zweifelsohne Methan und Kohlendioxid sowie einen Mangel an Ammoniak feststellten.„Das sagte sofort, dass man einen Ozean braucht“, sagte er. „Dies ist das erste Mal, dass wir Methan auf einem kleinen Planeten entdeckt haben. Es löste ein mehr als ein Jahrzehnt langes Rätsel, das wörtlich „Problem des fehlenden Methans“ genannt wird.“
Doch in den Daten steckte etwas noch Verlockenderes als diese kohlenstoffbasierten Moleküle.„Wir hatten vorhergesagt, dass man DMS sehen sollte, wenn es Leben auf diesen Welten gibt“, sagte er. Und da waren sie: vorläufige Signale, die mit DMS in der Atmosphäre von K2-18b übereinzustimmen schienen. Dies habe „mich sehr getroffen“, sagte er, als er die möglichen Konsequenzen erkannte.„Wenn man das Vorhandensein von Leben auf irgendeinem Exoplaneten bestätigt, ob durch DMS oder nicht, wird das die Wissenschaftsgeschichte revolutionieren“, sagte er, da man „nur ein“ Beispiel für Leben außerhalb der Erde braucht, um effektiv zu beweisen, dass es im Universum voller Leben wimmelt .
Was passiert als nächstes?
Die Menschheit habe „ein paar tausend Jahre darauf gewartet“, außerirdisches Leben zu finden, daher „brauchen wir uns nicht voreilig“, zu Schlussfolgerungen zu K2-18b zu gelangen, sagte Madhusudhan. „Das Teleskop wird beobachten und ein oder zwei Tage später werden wir die Daten erhalten und mit unserer Analyse beginnen.
“Das JWST soll sich auf Licht mit einer Wellenlänge von 5 bis 10 Mikrometern konzentrieren und darauf abzielen, DMS ohne Störungen durch andere Verbindungen zu erkennen. Es wird vier bis sechs Monate dauern, bis die Ergebnisse bekannt gegeben werden, während die „theoretische Arbeit“ weitergeht, ob das Gas eine unbelebte Quelle haben könnte.
Aber „wenn wir DMS [auf K2-18b] entdecken, liegt es im Grunde genommen an der Spitze potenzieller Anzeichen von Bewohnbarkeit“, sagte Madhusudhan. Als „Alienjäger“ sieht er sich jedoch nicht, da dies „nie ganz oben auf meiner Agenda“ gestanden habe. Seine Karriere führte ihn vom Indian Institute of Technology Varanasi in Uttar Pradesh über das MIT und Princeton nach Cambridge.„Ich bin ein sehr traditioneller Astrophysiker.
Selbst wenn wir das Leben entdecken würden, würde ich es als die Entdeckung eines physikalischen Phänomens und nicht als „Aliens“ an sich betrachten. Aber natürlich gibt es einen großen Teil der Menschen, deren einziges Ziel darin besteht, das Leben zu entdecken.“
Der Nachweiß von Dimethylsulfid auf K2-18b wäre eine spannende Sache und eine Wissenschaftliche-Revolution. Immer wieder schön diese Vorfreude und gleichzeitige Zurückhaltung, wenn da was ist oder vielleicht auch nicht. Möglich bleibt nämlich dass das Signal von K2-18b Sonne (Stern) selber kommt, ein nachteil der Transitspektroskopie.
Gibt es Leben auf Exoplanet K2-18b? Weltraumteleskop soll Klarheit bringen
Cambridge – Weit mehr als 5000 Exoplaneten – Planeten außerhalb unseres Sonnensystems – kennt die Forschung mittlerweile. Doch nur wenige Exoplaneten beflügeln die Forschung so sehr wie das Trappist-1-System und der Exoplanet K2-18b. Jetzt soll das „James Webb“-Weltraumteleskop ein großes Geheimnis um den Exoplaneten K2-18b lüften. Gibt es auf seiner Oberfläche tatsächlich ein Molekül, das zumindest auf der Erde nur von Lebensformen produziert werden kann?
Doch von vorne: K2-18b ist ein Mini-Neptun, der im Jahr 2015 in Daten des „Kepler“-Weltraumteleskops entdeckt wurde. Der Exoplanet befindet sich in der habitablen Zone seines Sterns – ein besonders wichtiger Punkt, wenn es um mögliches Leben auf fremden Planeten geht: Es bedeutet nämlich, dass der Planet genau den richtigen Abstand zu seinem Stern hat, dass flüssiges Wasser auf der Oberfläche möglich ist.
Exoplanet K2-18b weckt das Interesse der Forschung: Gibt es auf ihm Leben?
Allein diese Tatsache weckt in der Forschung das Interesse an einem Exoplaneten, doch im Fall von K2-18b gibt es noch mehr Hinweise, die den Himmelskörper äußerst spannend machen: 2019 hat ein Forschungsteam Signaturen von Wasserdampf in der Atmosphäre von K2-18b entdeckt. Nur zwei Jahre später identifizierte ein Forschungsteam um den Cambridge-Forscher Nikku Madhusudhan den Exoplaneten als eine mögliche neue Klasse von potenziell bewohnbaren Planeten: hyzeanische Planeten.
Der Begriff „hyzeanisch“ – eine Kombination aus den Begriffen „hydrogen“ (Wasserstoff) und „ozeanisch“, macht deutlich, wie der Planet beschaffen sein könnte: Mit einer Wasserstoff-reichen Atmosphäre und von Ozeanen bedeckt. In diesen Ozeanen könnte es den Forschungen zufolge Leben geben.
„James Webb“-Weltraumteleskop findet mögliche Biosignatur auf dem Exoplaneten
Nachdem sich die Hinweise verdichtet hatten, wurde auch das „James Webb“-Weltraumteleskop (JWST) auf den Exoplaneten K2-18b gerichtet. Ein Forschungsteam um Madhusudhan analysierte und veröffentlichte 2023 die JWST-Daten. Gefunden wurden unter anderem Methan und Kohlendioxid – beides könnte darauf hindeuten, dass es sich tatsächlich um einen hyzeanischen Planeten handelt. In einer Nasa-Mitteilung zu der Studie wird außerdem „ein möglicher Nachweis eines Moleküls namens Dimethylsulfid (DMS)“ erwähnt.Revolution
Diese Möglichkeit macht den Exoplaneten K2-18b noch spannender für die Forschung. Denn: Auf der Erde wird DMS nur von Lebewesen – vor allem Phytoplankton – produziert. Es handelt sich also um eine sogenannte Biosignatur – ein mögliches Anzeichen für Leben. Kann DMS tatsächlich gesichert in der Atmosphäre von K2-18b nachgewiesen werden, könnte es ein ernstzunehmender Hinweis auf außerirdische Lebensformen sein. „Kommende ‚Webb‘-Beobachtungen sollten bestätigen können, ob DMS in der Atmosphäre von K2-18 b tatsächlich in signifikanter Menge vorhanden ist“, erklärte Hauptautor Madhusudhan damals.
Weltraumteleskop sucht explizit nach Biosignatur DMS auf Exoplanet K2-18b
Nun ist es offenbar so weit: Wie die britische Times berichtet, sollte das „James Webb“-Teleskop am Freitag (26. April 2024) seinen scharfen Blick erneut auf K2-18b richten – dieses Mal explizit, um nach DMS Ausschau zu halten. Acht Stunden waren für die Suche nach dem Molekül reserviert, etwa ein bis zwei Tage später sollte das Forschungsteam um Nikku Madhusudhan die Daten zur Auswertung erhalten. Dann soll es vier bis sechs Monate dauern, bevor die Forschungsergebnisse des Teams um Madhusudhan veröffentlicht werden.
Der Forscher erinnert sich an die Zeit vor der Entdvieleichteckung von DMS auf dem Exoplaneten: „Wir hatten vorausgesagt, dass man, wenn es auf diesen Welten Leben gibt, DMS sehen sollte. Und da waren sie: erste Signale, die zu DMS in der Atmosphäre von K2-18b zu passen schienen. Das hat mich sehr getroffen“, so der Wissenschaftler. Er ist sich der Auswirkungen bewusst, wenn tatsächlich ein DMS-Vorkommen auf dem Exoplaneten K2-18b bestätigt wird. Gerüchte, das JWST habe Leben im Weltall gefunden, kursieren bereits seit einer Weile.gespanntheitgespanntheit
Entdeckung von DMS „wird die Wissenschaftsgeschichte revolutionieren
„Wenn man das Vorhandensein von Leben, ob nun durch DMS oder nicht, auf irgendeinem Exoplaneten bestätigt, wird das die Wissenschaftsgeschichte revolutionieren“, so Madhusudhan. Man brauche schließlich „nur ein Beispiel“ für Leben jenseits der Erde, um tgespanntheitatsächlich zu beweisen, dass das Universum vor Leben nur so wimmele. Mit der Bestätigung hat es der Forscher jedoch offenbar nicht besonders eilig. Schließlich habe die Menschheit „ein paar tausend Jahre“ gewartet, um außerirdisches Leben zu finden. Also dürfe man jetzt keine „übereilten Schlüsse“ bei K2-18b ziehen.
Während Madhusudhan und sein Team die Daten des „James Webb“-Teleskops unter die Lupe nehmen, dürften sich auch andere Forschungsteams weiter den Kopf über das mögliche DMS-Vorkommen zerbrechen. Die wichtigste Frage: Gibt es eine Möglichkeit, dass DMS ohne das Zutun von Leben entstanden sein könnte? Madhusudhan ist sich jedenfalls sicher: „Wenn wir DMS auf K2-18b entdecken, steht er an der Spitze der möglichen Anzeichen für Bewohnbarkeit.“
Christian Dauck 