Suche nach Leben im All
Ein internationales Team von Astrophysikern forscht nach Spuren des Lebens im von Exoplaneten reflektierten Licht. Dabei richten sie ihren Blick nicht auf unendliche Weiten, sondern gezielt auf das nächstgelegene Doppelsternsystem Alpha Centauri.
Fremdes Leben auf fernen Planeten finden: Das ist ein Traum, der die Fantasie von Science-Fiction-Autoren und Fans des Genres seit jeher beflügelt. Und auch Wissenschaftler suchen bereits seit mehr als 50 Jahren mit Radioteleskopen den Weltraum ab – in der Hoffnung, dort Signale aufzufangen, die auf Lebensformen im Universum hindeuten. Bislang blieb alles Horchen indes ohne Ergebnis. Ein internationales Team von Astrophysikern geht die Suche nun mit einer neuen Methode an: Sie forschen nach Spuren des Lebens im von Exoplaneten reflektierten Licht. Dabei richten sie ihren Blick nicht auf unendliche Weiten, sondern gezielt auf das nächstgelegene Doppelsternsystem Alpha Centauri, das von der Erde etwa 4,34 Lichtjahre entfernt ist. Insbesondere wollen die Wissenschaftler den Stern Alpha Centauri B und seine möglichen Planeten in den Fokus nehmen. Auch dieses System war in der Vergangenheit bereits ohne Erfolg auf künstliche Radiostrahlung abgehört worden.
Hintergrund des neuen Ansatzes: Die Biopigmente von Pflanzen, die biologischen photosynthetischen Pigmente, hinterlassen spezifische Spuren im von ihnen reflektieren Licht. Diese Biosignaturen hat das Forscherteam von der Albert-Ludwig-Universität Freiburg, der University of Hawai’i und der Universität Aarhus (Dänkemark) mit Hilfe von Polarisationsfiltern nachgewiesen. Wären auf einem Planeten Biopigmente als Zeichen für Leben vorhanden, so der Gedanke, dann würden diese quasi ihren Fußabdruck im reflektierten Licht hinterlassen und wären auf diese Weise nachweisbar, erklärt Svetlana Berdyugina vom Physikalischen Institut der Universität Freiburg und dem Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik.
Photosynthetische Pigmente sind pflanzliche Substanzen, die bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts absorbieren und reflektieren; das lässt sie in den reflektierten Wellenbereichen farbig erscheinen. Biopigmente sind etwa enthalten in Pflanzen, Algen und Bakterien – aber auch in der menschlichen Haut und im menschlichen Auge. Sie sorgen dafür, dass etwas farbig erscheint. So absorbieren Chlorophyll-Pigmente in Pflanzenblättern blaues bis rotes Licht und reflektieren dagegen einen kleinen Teil des grünen Lichts im sichtbaren Bereich. Genau dieser Effekt lässt Blätter grün erscheinen. Carotinoide wiederum absorbieren ebenfalls blaues und rotes Licht, reflektieren aber gelbes Licht – mit der Folge, dass Lebensformen, die Carotinoide enthalten, also zum Beispiel Möhren, rot, orange oder gelb aussehen.
Die Wissenschaftler fanden bei ihren Versuchen heraus, dass der Teil des sichtbaren Lichts, den verschiedene Pflanzen in Farben reflektieren, in bestimmte Richtungen schwingt – er polarisiert. Jedes Biopigment, erläutert Svetlana Berdyugina, hinterlässt auf diese Weise einen farbigen Fußabdruck im polarisierten Licht. Nicht-biologische Formen tun das nicht, stellten die Forscher fest: Bei ihren Tests im Labor hatten sie auch Sand und Steine mit mineralischen Pigmenten untersucht. Anders als die Biopigmente zeigten sie keinen auffällig hohen Polarisationsgrad im reflektierten Licht – und ließen sich so einfach von den Spuren des Lebens unterscheiden.
Diese Biosignaturen konnten die Forscher mit Hilfe von Polarisationsfiltern belegen, die ähnlich wie eine 3D-Brille funktionieren. Auch die Signaturen im polarisierten Licht von Pflanzen auf weit entfernten Planeten müssten sich durch ihren hohen Kontrast im überwältigend hellen Sternenlicht auf diese Weise nachweisen lassen, sagt Svetlana Berdyugina: „Diese Technik könnte der Schlüssel dazu sein, in dem der Sonne nächstgelegenen Planetensystem Alpha Centauri nach Leben zu suchen.“
Aufgrund seiner Entfernung zur Erde sehen die Wissenschaftler insbesondere den Stern Alpha Centauri B als optimal an, um in seinem System mit den verfügbaren Teleskopen nach Leben zu suchen. Für weiter entfernte Sonnensysteme würden deutlich größere Teleskope benötigt. Bislang ist allerdings noch kein Planet in der habitablen Zone rund um Alpha Centauri B bekannt; was allerdings keineswegs heißen muss, dass es nicht gibt. Die habitable Zone beschreibt den Bereich, in dem Leben existieren könnte. Dafür müssen verschiedene Bedingungen erfüllt sein: So muss ein bewohnbarer Planet so weit von seinem Fixstern entfernt kreisen, dass es dort Wasser in flüssiger Form und eine Atmosphäre geben kann, denn das ist die Voraussetzung für Leben; zumindest nach menschlichem Verständnis.
Die Forscher sehen kein Problem darin, dass bisher noch kein solcher Himmelskörper im Alpha-Centaur-B-System gefunden wurde. Mit Hilfe des Polarisierungsverfahrens, sagt Svetlana Berdyugina, könne man auch ohne die Kenntnis eines Planeten „nach Biosignaturen suchen, die auf Leben hindeuten“.
