Leben auf dem Mars – doch möglich?

NASA Logo vor rotem Marsboden

Es gibt Leben auf dem Mars und die NASA ignoriert es. Diese Aussage trifft ein leitender Wissenschaftler der Viking-Sonden, die vor rund 40 Jahren zum Roten Planeten geflogen sind. 

Hat die NASA bereits in den siebziger Jahren Leben auf dem Mars entdeckt, aber die Forschungen darüber eingestellt? Diese steile These stellt der Wissenschaftler Gilbert Levin auf, der bei der Viking-Mission vor 40 Jahren eine leitende Funktion innehatte. Er sagt, dass damals bei der Mission Indizien für mikrobielles Leben auf dem Mars gefunden wurden. Wow, wenn das wirklich stimmt, dann wäre das ein echter Meilenstein für die Alien-Forschung und das würde uns vermutlich in eine absolute Existenzkrise stürzen, weil wir dann nicht mehr alleine sind. 

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Also, erstmal zurück in die 70er Jahre, als das Alien-Drama seinen Lauf nahm. Damals schickte die Nasa im Rahmen des Viking-Programms zwei Sonden zum Roten Planeten: Viking 1 und Viking 2, die die wichtigste Frage aller Fragen klären sollten, die da wäre: Gibt es Leben auf unserem Nachbarplaneten? 

Die Experimente der Viking-Sonden

Die Sonden landeten im Juli und September 1976 auf der Oberfläche des Mars und sendeten erstmals in der Geschichte der Marsforschung rund 2300 detaillierte Bilder des roten Planeten. Damals war das echt eine Sensation und es stellt bis heute einen der Höhepunkte der Marsforschung da. 

Aufnahme vom Mars von der Viking-Sonde
Bitte lächeln: Viking-Sonde schießt Foto vom Mars

Die beiden Sonden waren mit verschiedenen Experimenten ausgestattet, zum Beispiel wollten die Forscher nach Spuren von Photosynthese suchen oder Bodenproben über einen längeren Zeitraum hinweg einem Gasgemisch aussetzen. Das Experiment, was aber jetzt für uns von Interesse sein soll, ist das Labeled Release Experiment, das unter der Leitung des Forschers Gilbert Levin durchgeführt wurde. Hierbei haben beide Viking Sonden an unterschiedlichen Orten eine Probe des Marsboden genommen und diesen mit ein paar Tropfen einer Nährstofflösung vermischt, die mit einem radioaktiven Isotop markiert wurde. 

Viking-Experimente lassen auf Leben auf dem Mars schließen

Die These lautete: Sollten sich in der Bodenprobe atmende Organismen befinden, dann würden diese die Nährstofflösung unter anderem in CO2 umwandeln und das radioaktive Isotop würde sich dann in dem dabei enstehendem Gas nachweisen lassen. Das sollte ein Beweis dafür sein, dass Mikroorganismen im Boden existieren. Und jetzt kommt’s: Das Ergebnis war tatsächlich positiv, die Forscher konnten eine Zunahme von radioaktivem Gas messen, als die radioaktive Nährlösung zugesetzt wurde, und Levin stellte fest, dass diese Robotertests auf das Vorhandensein von lebenden Organismen auf dem Mars hinweisen. 

Leider war er mit dieser Aussage ziemlich in der Minderheit. Alle anderen Forscher gingen weiterhin davon aus, dass die Ergebnisse durch chemische Reaktionen mit dem staubigen Boden des Roten Planeten zu erklären sind und nur wenige Forscher wie Levin blieben bei der Aussage, dass die Ergebnisse nur durch das Vorhandensein von organischen Molekülen zu erklären seien. 

Methanspitzen: Thema nimmt wieder an Fahrt auf

Man machte damals keine Anstalten mehr, weiter nach Lebensformen auf dem Mars auf Basis der Viking-Experimente zu suchen, im Grunde gab man damals auf. Und heute, 40 Jahre später, meldet sich der Außenseiter Levin wieder und sagt, dass die NASA die Ergebnisse von damals nicht richtig weiter verfolgt hat. In der Online-Show “The Space Show” sagte er: “Ich bin sicher, dass die NASA weiß, dass es Leben auf dem Mars gibt. Es gibt substanzielle Indizien für mikrobielles Leben auf dem Mars.” 

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Er forderte ein unabhängiges Gremium auf, sich die ganzen Ergebnisse nochmal ganz genau anzuschauen, auch die Ergebnisse von den späteren Rovern, die nach den Viking-Sonden auf dem Mars unterwegs waren wie Curiosity und jetzt Perseverance. Ein Beispiel, warum Levin davon ausgeht, dass es lebende Organismen auf dem Mars gibt, sind neben den Ergebnissen seines eigenen Experimentes die sogenannten Methanspitzen, die der NASA-Rover Curiosity mit seinem Laser-Spektrometer im Jahr 2019 gemessen hat. Von der Erde wissen wir ja schon, dass mehr als 90 Prozent des Methans in der Atmosphäre von mikrobiellem Leben erzeugt wird. Unter anderem von Kühen, die rülpsen und pupsen, und damit Methan freisetzen.

Ansicht von Mars früher
Brutstätte für Leben: Hatte der Mars früher einmal Wasser?

Baustoffe des Lebens im Sedimentgestein entdeckt

Levin sagt, dass diese enormen Methanspitzen als Beweis für Leben wirklich nur schwer zu ignorieren sind. Allerdings kann Methan auch durch eine Wechselwirkung von Wasser und Gestein erzeugt werden, daher ist die Methanspitze leider kein endgültiger Beweis für Leben auf dem Mars. Die Instrumente an Bord des Rovers erlauben auch keine weiteren Untersuchungen, sodass die Forscher nicht herausfinden können, ob die Methanquelle biologisch oder geologisch zu erklären ist. 

Neben den Methanquellen hat Curiosity auch organische Moleküle in Milliarden alten Sedimentgesteinen entdeckt, Kohlenstoff-Verbindungen, also Baustoffe des Lebens, die aufgrund von Mikroben entstanden sein könnten, die dort vor Milliarden von Jahren gelebt haben. Und dann gibt es noch die Nachricht von der Mars Sonde Mars Express, die vor vier Jahren wohl einen unterirdischen See am Südpol des Roten Planeten entdeckt haben könnte. Hierzu sagt Levin, dass Wasser, eine der wichtigsten Voraussetzungen für Leben, damit kein Problem mehr darstellt für den Nachweis von Leben auf dem Mars. 

Und noch eine Entdeckung weist laut Levin auf außerirdisches Leben hin: Steinformationen, die Curiosity fotografiert hat und die auf biologischen Ursprung hindeuten könnten. Levin hält sie für sogenannte Stromatholiten, das sind biogene Sedimentgesteine oder Fossilien, die nur dann entstehen, wenn Biofilme, die aus Mikroorganismen bestehen, vorliegen. Levin weist auf die verblüffende Ähnlichkeit hin, die zwischen einigen Marsformationen und den Stromatholiten auf der Erde vorliegt. 

Gesteinsformationen auf dem Mars, fotografiert von Curiosity
Foto von Curiosity: Gesteinsformationen auf dem Mars

Für bemannte Missionen: Künftige Mars-Experimente unbedingt notwendig

Aber auch das alles ist noch nicht der finale Gegenschlag und Levin bleibt weiterhin der Mars-Außenseiter. Wir wissen es also noch immer nicht, ob Gilbert Levin mit seiner Annahme recht hat und vermutlich wird es auch die nächsten Jahre so bleiben. Um wirklich Klarheit zu bekommen, müssten erstmal wieder neue Prioritäten gesetzt werden und jeder, der sich schon mal gute Vorsätze fürs neue Jahr auferlegt hat, weiß, wie schwer es ist, sich daran zu halten. 

Dafür müssen wir noch viele weitere Roboter zum Roten Planeten schicken, die aktuelle biologische Experimente durchführen und die Erkentnisse von vor 40 Jahren berücksichtigen und dann hoffentlich bald Klarheit in das Alien-Drama bringen können. Es ist jedenfalls eine spannende Vorstellung, wenn in Zukunft Astronauten zum Mars fliegen könnten. Spätestens dann sollten wir genau wissen, ob sich dort oben eventuell Lebewesen befinden, die sogar eine Gefahr für uns Menschen darstellen könnten. Levin sagt dazu: „Es scheint unvermeidlich, dass Astronauten irgendwann den Mars erforschen werden. Im Interesse ihrer Gesundheit und Sicherheit sollte die Biologie an der Spitze der möglichen Erklärungen für die LR-Ergebnisse stehen.“

ach und je mehr ich das tue, desto unglaublicher kommt mir das vor. Man könnte darauf aufbauend die Frage stellen, ob es überhaupt wirklich eine Realität gibt. Denn, wenn alles, was wir erleben, bereits vorbei und tot ist, was ist denn dann die wirklich existente Gegenwart, also die Realität? 

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Dyson-Sphären: Durchbruch bei der Alien-Suche?

Dyson-Sphären hinter einem Alien

Das könnte bei der Suche nach Alien-Zivilisationen alles verändern: Laut neuen Erkenntnissen haben wir bisher nicht nach den richtigen Anzeichen Ausschau gehalten. Aliens leben demnach wahrscheinlich in Dyson-Sphären, die Weiße Zwergsterne umgeben. 

Zivilisation ist Energie. Je fortschrittlicher wir darin wurden, Energie freizusetzen und zu kanalisieren, desto weiter hat sich die menschliche Spezies entwickelt. Heutzutage ist der weltweite Wohlstand so hoch wie noch nie, die Armut so niedrig wie nie, Kindersterblichkeit und Todesfälle durch Umwelteinflüsse auf dem absoluten Tiefstand. Dieses Zeitalter des Wohlstands, in dem wir leben, verdanken wir technologischen Fortschritten, die sich letztlich alle auf die Nutzung von Energie zurückführen lassen. 

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Sterne als Energiequelle

Was hat das jetzt mit Aliens zu tun? Es ist sehr wahrscheinlich, dass außerirdische Spezies, die fortschrittlicher als wir sind, besser in der Nutzung von Energie sind. Eine Alien-Spezies, die so hoch entwickelt ist, dass sie sogar die Galaxis bereisen könnte, müsste eine verdammt gute und fast unendliche Energiequelle haben. Praktisch, dass unsere Galaxis voll mit solchen Energiequellen ist: Sterne. Sterne wie unsere Sonne sind gigantische Kernfusionskraftwerke, in denen jede Sekunde gewaltige Mengen an Fusionsenergie freigesetzt werden. Pro Sekunde werden dort 564 Millionen Tonnen Wasserstoff in 560 Millionen Tonnen Helium umgewandelt. Die Sonne verliert also pro Sekunde vier Millionen Tonnen Gewicht. 

Sterne produzieren also derart gewaltige Energiemengen, dass sie grundsätzlich dazu ausreichen, eine Zivilisation für immer zu versorgen und auch fortschrittlichste interstellare Reisetechnologie möglich zu machen. Das Problem ist, dass es sehr schwierig ist, das volle Energiepotential eines Sterns zu nutzen. Solarzellen beispielsweise sind nicht in der Lage, auch nur die auf der Erde ankommende Sonnenenergie vollständig zu nutzen und haben riesige Energieverluste. Wenn die Menschen beispielsweise jeden Quadratzentimeter der Erdoberfläche mit Sonnenkollektoren bedecken würden, würde das mehr als 10 hoch 17 Joule Energie pro Sekunde erzeugen. Dabei ginge aber immer noch der größte Teil der von der Sonne abgestrahlten Energie verloren, nämlich etwa 10 hoch 26 Joule pro Sekunde. Das ist also unfassbar ineffizient. 

Sonnenkollektoren
Sonnenkolletoren: Nicht ausreichend Energie für die Menschen

Dyson-Sphären: Was ist das eigentlich?

Um zu einer interstellaren Zivilisation zu werden, brauchen wir etwas mehr. Ich rede von Mega-Strukturen, so genannten Dyson-Sphären. Wenn es interstellare hochentwickelte Spezies gibt, können wir davon ausgehen, dass sie solche Dyson-Sphären nutzen würden. Da stellt sich natürlich Frage: Was ist eine Dyson-Sphäre. Ganz einfach gesagt, handelt es sich um ein hypothetisches Konstrukt, das man komplett um einen Stern errichten könnte, um dessen Energie optimal aufzufangen und zu nutzen. 

Benannt ist das Ganze nach dem berühmten Physiker Freeman Dyson, der diese Idee 1960 entwickelte. Wenn eine fortgeschrittene Zivilisation die gewaltige Energie ihres Heimatsterns wirklich nutzen will, wird sie nicht per Gesetz Solarzellen auf ihrem Planeten fördern, sondern sie muss Megastrukturen direkt um den Stern bauen, um die gesamte Energie einzufangen. Dysons ursprünglicher Vorschlag einer massiven Sphäre mit hundertprozentiger Abdeckung des Sterns funktioniert nicht, da es unmöglich wäre, den Stern im Zentrum zu halten, und die gesamte Kugel aufgrund der extremen Gezeiten- und Rotationsbelastungen vernichtet werden würde. 

Darstellung einer Dyson-Sphäre
Darstellung einer Dyson-Sphäre (Quelle: Kevin Gill)

Energie mit Dyson-Sphären kanalisieren

Aber in abgewandelter Form würde das Ganze perfekt funktionieren – und zwar könnte eine fortgeschrittene Spezies Ringe oder Schwärme von Sonnenkollektoren bauen, die den Stern umgeben, aber immer noch Teile des Lichts und der Energie durchlassen. Auf diese Art und Weise könnte eine Alien-Spezies gigantische Mengen an Energie kanalisieren, eine super fortschrittliche Gesellschaft errichten und alle sind glücklich. 

Aber ganz so Friede Freude Eierkuchen ist es dann doch nicht. Denn selbst so ein High-Tech-Set-Up funktioniert nicht für immer, denn Sterne haben nur eine gewisse Existenzdauer. Ein durchschnittlicher Stern wie unsere Sonne existiert einige Milliarden Jahre lang, dann bläht er sich zum Roten Riesen auf und implodiert schließlich zu einem Weißen Zwerg, einer super verdichteten Restmasse des ursprünglichen Sterns, quasi ein dichter, sehr heißer Sternenleichnam. Das blüht auch unserer Sonne, aber bis sie komplett gestorben und ein Weißer Zwerg geworden ist, werden zum Glück noch fünf Milliarden Jahre vergehen. 

Suche nach Aliens: Gestorbene Sterne im Fokus

Wenn wir davon ausgehen, dass eine Alien-Spezies, die eine Dyson-Sphäre errichten kann, über den Punkt hinaus ist, an dem sie sich versehentlich selbst vernichten würden durch einen Atomkrieg oder so, wird sie also bis in die Zeit hinein existieren, in der sie einen neuen Stern benötigt, weil der alte Heimatstern zuende fusioniert hat. Und hier setzt eine super spannende Forschungsarbeit des Astronomieprofessors Ben Zuckerman an. Er schlägt vor, dass wir uns bei der Suche nach Aliens auf gestorbene Sterne und verlassene Dyson-Sphären konzentrieren sollten. Denn nach den Überlegungen, die wir gerade angestellt habe, müsste die Milchstraße doch voll sein mit gestorbenen Sternen, die in der Vergangenheit von anderen Zivilisationen mit Dyson-Sphären umhüllt wurden. 

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Denn Ihr müsst bedenken, dass unsere Galaxis schon ganze zehn Milliarden Jahre auf dem Buckel hat. In so einem langen Zeitraum können ganz schön viele Alien-Spezies, Dyson-Sphären und stellare Fusionsprozesse den Bach runterfließen. Diese Überlegung ermöglicht es den Wissenschaftlern, einen direkten Zusammenhang zwischen der Lebensdauer von Sternen und dem Vorkommen von Dyson-Sphären herzustellen. Wenn Astronomen in der Umgebung von Weißen Zwergen nach Dyson-Sphären suchen und keine finden, kann das helfen abzuschätzen, wie viele fortgeschrittene Zivilisationen in der Galaxie existieren könnten. 

Dyson-Sphären und Weiße Zwerge

Die Logik hinter der Berechnung sieht folgendermaßen aus: Die Astronomen können bislang leider nur einen kleinen Bruchteil aller Weißen Zwerge in der Galaxie vermessen, da der Rest schlicht zu weit weg von uns ist. Wenn aber genügend Außerirdische beschlossen haben, Dyson-Sphären um ihre Sterne zu bauen, dann sollten wir in unseren Untersuchungen mindestens eine Dyson-Sphäre finden. Wenn wir überhaupt keine sehen, dann setzt das eine Obergrenze für die Zahl der außerirdischen Zivilisationen, die Dyson-Sphären um Weiße Zwerge bauen. Natürlich könnte es Außerirdische geben, die sich gegen den Bau von Dyson-Sphären entscheiden, vielleicht aus religiösen Gründen oder weil sie eine unfähige Regierung haben, aber in der Forschungsarbeit wird argumentiert, dass es bei dem immensen Alter der Milchstraße am wahrscheinlichsten ist, Dyson-Sphären von Alien-Spezies um bereits gestorbene Sterne, also um Weiße Zwerge zu entdecken. 

Darstellung eines Weißen Zwergs (Quelle: NOIRLab NSF AURA J. da Silva)

Aber diese Strukturen wirklich zu finden, wird schwierig. Professor Ben Zuckerman sagt dazu: “Wenn es Dyson-Sphären gibt, werden sie wahrscheinlich schwer zu finden sein, weil es so viele Sterne gibt, die durchsucht werden müssen. Das Signal der Dyson-Sphäre wird wohl sehr schwach sein im Vergleich zu dem Stern, um den sie kreist.”

Signal von Dyson-Sphären

Aber wie sähe so ein Alien-Dyson-Signal überhaupt aus? Wonach müssen wir Ausschau halten? Das Vorhandensein einer Dyson-Sphäre um einen Weißen Zwerg hätte wohl zwei Auswirkungen. Wenn die Struktur groß oder nahe genug an ihrem Stern ist, blockiert sie teilweise das Licht, das auf der Erde ankommt, genauso wie dies bei Exoplaneten der Fall ist, die vor ihrem Stern entlang wandern. Mit dieser sogenannten Transitmethode hat man bisher den Großteil aller Exoplaneten entdeckt. Aber solche Dyson-Sphären könnten auch ein Infrarotsignal hinterlassen. Denn solche Megastrukturen würden wohl die Strahlung des Weißen Zwerges absorbieren und dessen Energie in andere Dinge umwandeln. Da so eine Umwandlung niemals zu 100 Prozent effizient sein kann, wird bei diesem Prozess etwas Abwärme zurückbleiben, die als Infrarotlicht entweicht. Und jetzt kommt’s: Überraschenderweise haben wir bereits viele Weiße Zwerge mit überschüssiger Infrarotemission gefunden. 

Doch die meisten Forscher gehen davon aus, dass diese Infrarotstrahlung auf kosmischen Staub in diesen Sternsystem zurückzuführen ist. Aber wer weiß, es ist absolut möglich, dass auch der ein oder andere Weiße Zwerg darunter ist, dessen Dyson-Sphäre im Infrarotbereich strahlt. Und folgende Berechnung kann uns auch optimistisch stimmen: Ben Zuckerman hat in seiner Arbeit hochgerechnet, wie viele Zivilisationen es auf Grundlage dieser Annahmen, in der Milchstraße geben könnte, die Dyson-Sphären um ihren Stern gebaut haben und sein unglaubliches Ergebnis: Potentiell kann es bis zu neun Millionen solcher hochentwickelten Alien-Spezies in unserer Galaxis geben. Das wäre wirklich spektakulär, aber es ist natürlich nur eine theoretische Schätzung und Professor Zuckerman selbst gibt sich auch etwas verhalten: “Einige Astronomen, mich eingeschlossen, glauben, dass technologisches Leben sehr selten vorkommt. Es könnte sogar sein, dass wir die fortschrittlichste Technologie in unserer Milchstraße besitzen. Aber niemand weiß es, also lohnt es sich, nach Beweisen zu suchen.”

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Außerirdische: Werden wir sie in den nächsten Jahren entdecken?

Darstellung Alien vor der Milchstrasse

Wir stehen kurz davor, außerirdisches Leben zu entdecken. Das behauptet ein Schweizer Forscher und seine Argumentation ist ziemlich überzeugend.

Die Frage, ob es außerirdisches Leben gibt, beschäftigt die Menschheit schon seit sehr langer Zeit. Bereits im Jahre 1877 beobachtete der italienische Astronom Giovanni Schiaparelli den Mars und fertigte eine Karte von Kanälen auf der Planetenoberfläche an, woraufhin eine Diskussion darüber ausbrach, ob wir die Bauwerke anderer Lebewesen sehen. 

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Die Mars-Karte von Schiaparelli
Schiaparellis Karte vom Mars (Meyers Konversationslexikon)

Heute weiß man, dass diese vermeintlichen Kanäle natürlichen geologischen Ursprungs sind. Aber die Geschichte zeigt, dass die Frage nach Leben auf anderen Himmelskörpern die Menschen schon lange umtreibt. Klären wir erst mal die Ausgangsposition. Wir leben auf einem Planeten in einem Sonnensystem, das schon direkt mehrere Kandidaten für Alien-Leben beherbergt. Vor allem die Monde der Gasriesen Jupiter und Saturn scheinen vielversprechende Kandidaten zu sein. Dieses Sonnensystem wiederum ist aber nur eines von mindestens 200 Milliarden in der Milchstraße. 200 Milliarden Sterne, vermutlich sogar mehr, und im Schnitt drehen sich um jeden davon ein paar Planeten. Wir müssen alleine in unserer Galaxis wohl mindestens mit 400 bis 500 Milliarden Planeten rechnen, hinzu kommen dann noch Monde, Zwergplaneten und größere Asteroiden und Kometen, auf denen sich ja theoretisch auch Leben bilden könnte. Aber da hört es noch nicht auf – unsere Galaxis, die Milchstraße, ist auch nur eine von 100 Milliarden Galaxien, es gibt sogar schon Schätzungen von über eine Billion Galaxien im Kosmos. Angesichts dieser schieren Größe ist es undenkbar, dass die Erde der einzige Planet mit Leben ist.

Darstellung eines Exoplaneten vor einem Stern
Exoplanet: Gibt es hier außerirdisches Leben?

In unserer Galaxis wimmelt es von Leben

Denn, wenn man noch mit Erwägung zieht, dass Leben ja auch anders aufgebaut sein könnte als hier, dann werden auch aus exotischen Planeten, etwa mit einer Methanatmosphäre oder Ozeanen aus für uns giftigen Materialien, potentiell bewohnte Welten. Also könnte man sagen: Es wimmelt in unserer Galaxis vor Leben. Ob dieses Leben nach unseren Maßstäben intelligent ist und zur Kommunikation oder sogar zu Weltraumreisen fähig wäre, das ist eine ganz andere Frage. 

Leben an sich mag nichts besonderes sein, aber, dass wir ein Bewusstsein entwickeln können und über den Kosmos philosophieren können – das ist schon nicht schlecht. Wie der berühmte Philosoph Carl Sagan gesagt hat: “Wir sind eine Möglichkeit für den Kosmos, sich selbst zu erkennen.” Jeder neue Mensch ist ein neuer Weg für den Kosmos, sich selbst zu erkennen. Jedenfalls haben wir von diesem außerirdischen Leben, das ja, nach allem, was wir jetzt gehört haben, sehr wahrscheinlich existiert, noch nichts gefunden. Es existieren natürlich jede Menge Aufnahmen von UFO-Sichtungen, aber ganz ehrlich, keine davon taugt als Beweis für Aliens. UFO heißt ja erst mal nur unbekanntes Flugobjekt und es gibt tatsächlich Aufnahmen, die nicht gefälscht sind und wirklich rätselhafte Dinge zeigen, doch ist die wesentlich naheliegendere Erklärung, dass es sich hier um Militärtechnologie handelt, von der wir Normalos einfach nichts wissen. 

Kurz davor Aliens zu finden

Die Erklärung wiederum, dass hier Aliens aus Lichtjahre entfernten Sternsystemen rumschwirren und uns trotz ihrer technologischen Überlegenheit mit schlechten Handykamers vor allem in ländlichen Gebieten der USA fotografieren lassen und ansonsten nichts tun, ist dann nicht so richtig überzeugend. Andere UFO-Sichtungen, die von vielen YouTube-Kanälen zum Beispiel auf diesem Bild des James-Webb-Teleskops behauptet werden, sind einfach Bildfehler oder kleinere Asteroiden und Kometen, die durchs Bild gehuscht sind. Gut, aber wir wollen ja jetzt wirklich Aliens entdecken und da kommt diese Vorhersage des schweizer Forschers Dr. Sascha Quanz von der Eidgenössischen Technischen Hochschule gerade richtig, denn er sagt, dass wir kurz davor sind, Alien-Leben zu finden. 

Meteorit

Auch außerirdisch: Der Eisenmeteorit

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Er setzt das zeitliche Limit bis zum Jahr 2047 – bis dahin sei seiner Meinung nach Alien-Leben entdeckt. Wenn er Recht hat, würden die meisten von uns das also noch mitbekommen. Er sagt: “1995 hat mein Kollege Didier Queloz den ersten Planeten außerhalb des Sonnensystems entdeckt. Heute sind mehr als 5.000 Exoplaneten bekannt, und wir entdecken täglich neue.” Die Anzahl der entdeckten Exoplaneten geht wirklich in einer exponentiellen Geschwindigkeit nach oben. Während in den Anfangsjahren jeder neu entdeckte Planet außerhalb des Sonnensystems eine Sensation war, kommen mittlerweile wirklich täglich News rein wie “Potentielle Exo-Erde in anderem System entdeckt” – sein Argument ist, dass alleine die Statistik gebietet, dass bei dieser zunehmenden Anzahl bald ein Planet dabei sein muss, auf dem wir Anzeichen von Leben aufspüren können. 

Annahme: Teleskop in Chile wird Außerirdische entdecken

Aber interessanterweise denkt er nicht, dass das James-Webb-Teleskop das schaffen wird. In der wissenschaftlichen Community existiert ein wenig Streit darüber, ob James Webb dazu in der Lage ist, kleinere erdähnliche Exoplaneten samt Atmosphärenstruktur ausfindig zu machen. Größere Gasplaneten sind kein Problem, aber da gibt es wohl eher kein Leben. Laut Sascha Quanz wird das Alien-Leben wohl eher mit Teleskopen auf der Erde entdeckt werden. Derzeit wird an einem leistungsstarken Spektrograph und einem kontrastreichen Imager für das Metis-Telekop gearbeitet, das wiederum mit seinem 39-Meter-Spiegel und hochempfindlichen Instrumenten den Grundstein für das „Extremly Large Teleskocope“, kurz ELT, in Chile bildet. Mit diesen Ergänzungen könnte das ELT in der Lage sein, die Atmosphäre von kleineren erdähnlichen Exoplaneten zu analysieren. Außerdem plant die eidgenössische technische Hochschule derzeit gemeinsam mit der ESA das Projekt Large Interferometer for Exoplanets, kurz Life, dessen einziger Zweck es sein soll, Missionen auf die Beine zu stellen, die Exoplanetenatmosphären analysieren soll. Ich empfehle euch übrigens, mal auf die Website des LIFE-Projekts zu gehen, dort kann man sehr schön die typischen Atmosphärenzusammensetzungen von bestimmten von Exoplaneten anschauen. 

Foto des Extremely Large Telescope (ELT) in Chile
Extremely Large Telescope (ELT) in Chile: Findet es bald Aliens?

Unsere technologischen Fortschritte machen also wirklich Hoffnung, dass die Entdeckung von außerirdischem Leben kurz bevor steht. Aber: Vermutlich ist das James-Webb-Teleskop sehr wohl in der Lage, solche Biosignaturen auf anderen Planeten zu entdecken. Es stimmt zwar: James Webb wurde nicht primär für die Suche nach Leben konzipiert, so dass das Teleskop nur die näher gelegenen potenziell bewohnbaren Welten unter die Lupe nehmen kann. Es kann auch nur Veränderungen der atmosphärischen Werte von Kohlendioxid, Methan und Wasserdampf feststellen. Bestimmte Kombinationen dieser Gase können aber auf Leben hindeuten, James Webb ist nur leider nicht in der Lage, das Vorhandensein von ungebundenem Sauerstoff zu erkennen, der das stärkste Signal für Leben wäre. Und bisher hat es nur Gas-Exoplaneten ins Visier genommen. Aber schon sehr bald soll es seine Augen auf den Planeten TRAPPIST-1e richten, einen möglicherweise bewohnbaren Planeten von der Größe der Erde, der nur 39 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das TRAPPIST-1-System ist vielleicht der vielversprechendste Ort für außerirdisches Leben, den wir kennen. Es enthält sieben erdähnliche Exoplaneten und wenn James Webb hier genauer hinschaut, ist das vermutlich die größte Chance für die Entdeckung von außerirdischem Leben, die es in der Menschheitsgeschichte jemals gab. James Webb ist so leistungsstark, dass es vielleicht sogar Informationen nicht nur über die Atmosphäre von Exoplaneten, sondern sogar über deren Oberfläche gewinnen könnte. Auf der Erde zum Beispiel fangen das Chlorophyll und andere Pigmente, die Pflanzen und Algen für die Photosynthese verwenden, bestimmte Wellenlängen des Lichts ein. Diese Pigmente erzeugen charakteristische Farben, die vor allem mit Hilfe einer empfindlichen Infrarotkamera erkannt werden können. Wie es der Zufall so will, ist James Webb ein Infrarot-Weltraumteleskop. Würde man diese Farbe von der Oberfläche eines fernen Planeten reflektiert sehen, wäre dies ein möglicher Hinweis auf das Vorhandensein von Alien-Chlorophyll.

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Rover Perseverance: Leben auf dem Mars entdeckt?

Rover Perseverance auf dem Mars

Das könnte die größte Entdeckung der letzten Jahre sein. Der Rover Perseverance hat auf dem Mars organische Moleküle gefunden. Ist das endlich die Entdeckung von außerirdischem Leben, auf die wir schon so lange warten? 

Gab es auf dem Mars einst Leben? Oder existieren dort sogar immer noch außerirdische Lebensformen? Das ist eine der größten Fragen der Weltraumforschung überhaupt und die Chancen dafür standen nie schlecht. Denn, obwohl der Mars heute wie eine verrostete karge Welt wirkt, bietet er auf den zweiten Blick gar nicht so schlechte Grundlagen für Leben. 

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Erst mal: Der Mars ist rot, weil seine Oberfläche weitestgehend verrostet ist. Ihr wisst  bestimmt, dass Rost durch das Zusammenspiel von Metallen mit Wasser entsteht. Es ist unumstritten, dass der Mars früher mal riesige Ozeane, Flüsse und Seen hatte. Vor Milliarden Jahren sah unser Nachbarplanet der heutigen Erde relativ ähnlich. 

Als das Wasser auf dem Mars verschwand

Der Mars verlor dann allerdings seine Atmosphäre, das Wasser verschwand und heute ist er diese rote verrostete Welt. Aber die Nachwirkungen dieser vergangenen Zeit sehen wir überall. Der Rover Perserverance etwa ist in einem ehemaligen See unterwegs, im Jezero Krater. Auf Bilder lässt sich erahnen, dass der Jezero Krater früher mal voll mit Wasser war. Das ist so, als würde in Milliarden Jahren ein außerirdischer Roboter im ausgetrockneten Bodensee rumfahren und dort nach Rückständen von Leben suchen. Und dass es diese Rückstände im Jezero Krater gibt, schien schon immer wahrscheinlich. Das Wasser auf dem Mars ist icht ruckartig verschwunden ist. Der Prozess der Atmosphärenverflüchtigung und des Sublimierens des Wassers dauerte vermutlich sehr lange. In dieser Zeit könnte potentielles Leben auf dem Mars sich auch an die veränderten Umstände angepasst haben und sich vielleicht immer weiter unter die Oberfläche des Planeten zurückgezogen haben. Denn wie wir schon seit Jurassic Park wissen, das Leben findet einen Weg. 

Foto vom Jezero-Krater auf dem Mars
Der Jezero-Krater auf dem Mars (Quelle: NASA_JPL-Caltech)

Bisher stand aber der große Sensationsfund von Perseverance noch aus. Keine Alien-Goldfischskelette im Jezero-Krater oder so – aber jetzt haben wir die Sensation. Es wurde ein Bericht veröffentlicht, der es in sich hat. NASA-Forschungsdirektor Thomas Zurbuchen sagt: “Wir haben den Jezero-Krater für die Erforschung durch ‚Perseverance‘ ausgewählt, weil wir dachten, dort gebe es die beste Chance auf wissenschaftlich exzellente Proben. Jetzt wissen wir, dass wir den Rover an den richtigen Ort geschickt haben.” 

Organisches Material: Mars-Rover untersucht ehemaligen Mars-See

Perservance befindet sich derzeit in einem Delta-Bereich, in dem früher der Jezero-See in einen Fluss überging. Und der Rover untersucht das Sedimentgestein im Delta, das entstand, als Partikel verschiedener Größe sich in der einst nassen Umgebung absetzten. Alleine das ist ja schon unglaublich, wenn man bedenkt, dass wir mittlerweile sicher wissen, dass es früher auf dem Mars diese Delta-Landschaft mit mächtigen Flüssen und Seen gegeben hat. 

Aber jetzt wirds noch unglaublicher: Die Proben, die Perseverance genommen hat, enthalten jede Menge organisches Material. Und zwar die höchste Konzetration von organischem Material, die man bei dieser Mission jemals entdeckt hat. Das wissen wir, da Perservance eingebaute Instrumente hat, mit denen er diese Proben direkt vor Ort untersuchen kann. 

Der Rover Perseverance auf dem Mars
Proben sammeln auf dem Mars: der Rover Perseverance (Quelle: NASA_JPL-Caltech_ASU_MSSS)

Bausteine des Lebens auf dem Mars

Organisches Material ist nicht zwingend gleich Leben. Was man aber sagen kann: Es handelt sich um die Bausteine des Lebens. Die NASA versteht unter dem Begriff „organische Moleküle“ eine Vielzahl von Verbindungen, die hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehen und Wasserstoff- und Sauerstoff-Atome enthalten. Auch andere Elemente wie Stickstoff, Schwefel und Phosphor können darin enthalten sein. Diese organischen Verbindungen sind keine Lebensformen, aber soweit wir wissen, ist das genau die Mischung, aus der Leben hervorgeht. Die Wissenschaftlerin Sunanda Sharma sagt: “Ich persönlich finde diese Ergebnisse so bewegend, weil ich das Gefühl habe, dass wir zu einem sehr entscheidenden Zeitpunkt und mit den richtigen Werkzeugen am richtigen Ort sind.” 

Und genau das ist hier der relevante Punkt. Die Anzeichen verdichten sich mehr und mehr. Ausgetrocknetes Flussdelta, Bausteine des Lebens. Also da muss man kein allzu großer Traumtänzer zu sein, um die Chancen für außerirdisches Leben immens hoch einzuschätzen. Zwar haben auch schon andere Mars-Rover wie Curiosity, der den Mars schon seit zehn Jahren untersucht, solche organischen Verbindungen gefunden – aber es ist das erste Mal, dass wir sie in einer Region gefunden haben, in der es nachweislich früher jede Menge Wasser gab. Stellt euch das mal bildlich vor: Das Wasser des Jezero-Sees ist nach dem Verschwinden der Mars-Atmosphäre nach und nach verdunstet und die organischen Verbindungen haben sich daraufhin im ausgestrockneten See-Bett abgelagert. Und woher kommen in einem See diese organischen Verbindungen ursprünglich? So weit wir wissen von Flora und Fauna im Gewässer. Das mit den Mars-Alien-Goldfischen war also vermutlich gar nicht so weit hergeholt.  

Plüsch Saturn

Genauso cool wie der Mars: Der Plüsch-Saturn

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Vom Mars: Organisches Material soll zur Erde kommen

Es ist ein großer Durchbruch und man kann sich sicher sein, dass wir noch jede Menge spektakuläre Funde machen würden, wenn wir im Jezero-Krater etwas tiefer graben würden. Aber auch schon die Proben, die Perserverance jetzt genommen hat, könnten Leben enthalten. Die Fähigkeiten von den eingebauten Instrumenten in Perserverance sind leider begrenzt und es wäre notwendig, diese Proben auf der Erde zu untersuchen. Und genau das hat die NASA vor. Die sogenannte „Mars Sample Return“-Mission soll die von Perseverance eingesammelte Mars-Proben mithilfe zweier kleiner Helikopter-Drohnen einsammeln und zur Erde zurückbringen. Und dann können fleißige Forscher in diesen Proben voller organischem Material nach Alien-Bakterien suchen. Klingt wie Science-Fiction, ist aber Realität. Einziger Wermutstropfen: Die Mars-Sample-Return-Mission wird noch einige Jahre auf sich warten lassen und womöglich erst in den 2030er Jahren erfolgen. 

Darstellung von Mars Sample Return
Mars Sample Return bringt organisches Material zurück (Quelle: NASA_ESA_JPL-Caltech)

Vielleicht müssen wir aber auch nicht so lange warten, denn wer weiß, was Perseverance vor Ort noch entdecken wird, denn die Untersuchungen im Jezero-Delta gehen weiter. Man könnte sagen: Die Schlinge um den finalen Durchbruch zieht sich immer weiter zu. Sunanda Sharma sagt: “Wenn dies eine Schatzsuche nach potenziellen Anzeichen für Leben auf einem anderen Planeten ist, dann ist organische Materie ein Anhaltspunkt. Und wir bekommen immer stärkere Hinweise, während wir uns durch das Delta bewegen.”

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Schwerkraft: Hatte Einstein Unrecht?

Darstellung der Schwerkraft

Sind Einsteins Theorien über die Schwerkraft falsch? Und kommen wir dem Rätsel der Dunklen Energie näher? Forscher haben in einem spektakulären Experiment einen Durchbruch erzielt.

Wie schaffen wir es eigentlich, auf der Erde zu stehen? Ganz einfach: durch Schwerkraft. Diese fundamentale Kraft des Universums ist gar nicht so einfach zu verstehen und gibt Forschern immer wieder erhebliche Rätsel auf. Wir spüren sie permanent, sie hält unsere Erde im Orbit um die Sonne, sie hält die gesamte Galaxis, die Milchstraße, zusammen. Aber was ist Schwerkraft? Wodurch entsteht sie? 

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Dunkle Energie: Expansion des Kosmos wird immer schneller

Licht beispielsweise entsteht durch Photonen, winzige Lichtteilchen. Wodurch entsteht aber Schwerkraft? Es verdichten sich zwar die Hinweise, dass das mysteriöse Higgs-Boson das Elementarteilchen der Gravitation sein könnte, aber die komplette Auswirkung der Schwerkraft auf die Raumzeit lässt sich damit noch nicht gänzlich erklären. Das größte Mysterium ist die Beziehung zwischen der Schwerkraft und der Dunklen Energie. Schwerkraft hält die Dinge zusammen. In den kleineren Bereichen des Kosmos ist sie die dominierende Kraft. Unsere Milchstraße etwa ist gravitativ an die Andromeda-Galaxie gebunden, weshalb die beiden Sterneninseln sich aufeinander zubewegen und in ferner Zukunft zu einer Riesengalaxie verschmelzen werden. Aber in den ganz großen Bereichen des Kosmos verliert die Schwerkraft ihre Dominanz, hier übernimmt die Dunkle Energie. 

Nichts verstanden? Was genau nicht?

Die Antwort lässt sich aus dem Tafelbild eigentlich leicht herleiten. Hol dir jetzt das nerdige T-Shirt!

Der Kosmos expandiert – und das schon seit dem Urknall, seit 13,8 Milliarden Jahren. Aber obwohl der Urknall so lange her ist, schwächt sich diese Expansion nicht ab, sondern beschleunigt sich. Der Weltraum wird immer schneller immer größer. Es muss eine mysteriöse Kraft geben, die ihn weiterhin zum wachsen bringt. Da niemand weiß, was das sein könnte, bezeichnet man diese Kraft als Dunkle Energie. 

Das Universum expandiert

Ist die Theorie der Schwerkraft falsch?

Es gibt viele Ideen, was diese Dunkle Energie sein könnte. Eine Art Energiefeld quer durch Zeit und Raum, das einen abstoßenden Druck wie eine Art Antigravitation ausübt. Beweise dafür gibt es nicht. Da drängt sich der Verdacht auf, dass Dunkle Energie vielleicht in der Form gar nicht existiert, sondern mit unserer Theorie der Schwerkraft etwas falsch sein muss. Einige Forscher denken, dass die Schwerkraft sich auf den großen kosmischen Skalen anders verhält als im Kleinen. Während sie hier alles zusammenhält, drückt sie im Großen vielleicht Dinge auseinander. Oder sie hat sich im Laufe der Entwicklung des Kosmos verändert. Vielleicht war sie in den Anfangstagen des Universums stärker und wurde dann schwächer. Eine kontinuierliche Abnahme der Stärke der Gravitation seit einigen Milliarden Jahren würde die stärker werdende Beschleunigung ziemlich gut erklären, oder? 

Solche alternativen Schwerkrafttheorien erfreuen sich großer Beliebtheit und mangels Indizien könnte das genau so gut wahr sein wie die Idee der mit der Gravitation konkurrierenden Dunklen Energie. Einziges Manko: Eine variierende Schwerkraft über die Zeit hinweg stünde im Widerspruch mit Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie. 

Gravitationslinsen: Forscher suchen nach Krümmung in Raumzeit

Ein Forscherteam von der Dark Energy Survey Collaboration hat nun in einem spektakulären Experiment diese alternative Gravitationstheorie auf die Probe gestellt, um das Verhältnis zwischen Schwerkraft und Dunkler Energie zu klären. Sie haben einen der bisher präzisesten Tests von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie durchgeführt und dabei riesige kosmische Entfernungen betrachtet. Wir reden hier von Entfernungen von bis zu fünf Milliarden Lichtjahren. Mal zum Vergleich: Unsere Milchstraße besitzt einen Durchmesser von nur hund100.000 bis 200.000 Lichtjahren. Auf dieser gigantischen Skala haben die Forscher Galaxien untersucht und subtile Verzerrungen gemessen, die durch die Schwerkraft entstehen, wenn sie die Raumzeit verformt. Stellt euch die Raumzeit wie eine Art für uns unsichtbares Trampolin vor, das durch die Gravitation der Himmelskörper eingedellt wird. Genau nach diesen Raumzeittrampolindellen suchten die Forscher. 

Ein Schwarzes Loch als Gravitationslinse

Den Effekt, den die Forscher sich zunutze machten, nennt man Gravitationslinseneffekt. Bei schweren, uns näher gelegenen Objekten, wie Schwarzen Löchern, innerhalb der Galaxis, ist dieser Effekt relativ stark. Auf den großen kosmischen Skalen, bei weit entfernten Galaxien ist er eher schwach, weshalb man ihn in diesem Fall als schwache Gravitationslinse bezeichnet. Durch das Ausfindigmachen dieser schwachen Gravitationslinsen konnten die Dark Energy Survey Wissenschaftler die Effekte der Schwerkraft großflächig sogar in der Vergangenheit bestimmen, denn jeder Blick in den Weltraum ist ein Blick in der Zeit zurück. Wir sehen die Objekte so, wie sie aussahen, als das Licht sich auf den Weg gemacht hat. Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxien sehen wir also weit, weit in der Vergangenheit. 

Gravitation im Universum gleich stark; Dunkle Energie existiert wahrscheinlich

Die Forscher untersuchten knapp 100 Millionen Galaxien in unterschiedlichen Entfernungen nach Hinweisen, dass die Schwerkraft an irgendeinem Zeitpunkt des Kosmos schwankte. Und was haben sie entdeckt? Nichts. Keine Abweichung. Die Gravitation war während der gesamten Geschichte des Universums gleich stark. Tatsächlich verhalten sich die untersuchten Galaxien, von denen die ältesten Milliarden Jahre alt sind, genau so, wie es Einsteins Theorie es vorhersagt. Albert Einstein hat also mal wieder komplett Recht behalten.

Viele Gravitationslinsen auf einem Bild

Dennoch haben die Forscher etwas entdeckt. Und zwar, dass die alternativen Theorien der Gravitation wahrscheinlich nicht korrekt sind und dass Dunkle Energie wahrscheinlich existiert. Denn, wenn nicht die Gravitation selbst für die beschleunigte Expansion des Kosmos verantwortlich ist, dann wohl eben doch die ominöse Dunkle Energie. Was uns wieder mit der Frage zurücklässt: Was ist Dunkle Energie? Und ein paar letzte Zweifel an Einsteins Gravitationstheorie sind dennoch erlaubt. Die beteiligte Forscherin Agnès Ferté sagt: “Es gibt immer noch Raum, um Einsteins Gravitationstheorie in Frage zu stellen, da die Messungen immer präziser werden. Wir haben noch so viel zu tun, bevor wir für Euclid und Roman bereit sind. Deshalb ist es wichtig, dass wir weiterhin mit Wissenschaftlern auf der ganzen Welt an diesem Problem zusammenarbeiten.” Mit Euklid und Roman meint sie zwei geplante Weltraumteleskope, die uns den Antworten auf diese große Fragen erheblich näher bringen werden. Das Weltraumteleskop Euclid der ESA, das 2023 ins All starten soll, ist komplett auf die Suche nach Dunkler Energie ausgerichtet. Das Nancy Grace Roman Teleskop wird wie James Webb ein Infrarot-Weltraumteleskop sein, aber mehr auf den Blick auf die ganz großen kosmischen Skalen ausgelegt sein, während James Webb eher Einzelobjekte ins Visier nehmen kann. Nancy Grace Roman wird also dafür prädestiniert sein, die Zusammenhänge in Bereichen von Milliarden Lichtjahren genauer zu beleuchten. Es wird allerdings frühestens im Jahre 2026 starten. 

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Ferne Welten: James Webb fotografiert Exoplaneten

Künstlerischer Darstellung vom James-Webb-Teleskop und einem Exoplaneten

Das James-Webb-Teleskop hat erstmals ein Bild von einer außerirdischen Welt geschossen: einem Planeten in einem fremden Sternsystem. Astronomen sprechen von einem entscheidenden Moment. Und so sieht das Bild aus.  

Heute mal wieder etwas Bahnbrechendes: James Webb hat erstmals ein Bild eines Exoplaneten geliefert. Ein Foto eines Planeten, der sich nicht in unserem Sonnensystem befindet, sondern um einen fremden Stern innerhalb unserer Galaxis kreist. 

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Aber ist das jetzt so etwas Besonderes? Man hat bereits über 5.000 Exoplaneten entdeckt – ein Bruchteil von der Anzahl an Exoplaneten, die es insgesamt in der Milchstraße gibt. Für alle Mathe-Freunde: Es gibt mindestens 200 Milliarden Sterne in der Milchstraße und um fast jeden davon drehen sich mindestens zwei Planeten. Dann kämen wir also schon auf 400 Milliarden Planeten alleine in unserer Galaxis und das ist schon eher eine pessimistische Rechnung. Ob es auf irgendeinem dieser Planeten außerirdisches Leben gibt? Diese Frage können wir vielleicht mit dem James-Webb-Teleskop beantworten. 

Transitmethode: James Webb kann direkt Exoplaneten ablichten

Es handelt sich bei der Aufnahme des Exoplaneten um eine Direktaufnahme. James Webb hat in Richtung dieses 350 Lichtjahre entfernten Sternsystems geschaut, Infrarotwellen aufgenommen und daraus konnte dann das Bild des Planeten erstellt werden. Das ist unglaublich; normalerweise konnten Exoplaneten fast ausschließlich indirekt aufgespürt und untersucht werden und zwar meist durch die Transitmethode. Man beobachtete fremde Sterne und zeichnete deren Helligkeit auf. Wenn es plötzlich zu einer Senkung der Helligkeit kam, die sich aber einige Zeit später wieder ausgeglichen hat, konnte man sich sicher sein, einen Exoplaneten gefunden zu haben. Denn in dem Moment, in dem ein Planet von uns aus gesehen vor seinem Stern entlang wandert, wird ein Teil des Lichts abgeschirmt und die Helligkeit sinkt. James Webb hingegen braucht keine indirekten Methoden, James Webb ist so leistungsstark, dass es Exoplaneten direkt anvisieren und entdecken kann und nicht darauf angewiesen ist, dass ein Planet erst mal vor seinem Stern vorbeiwandert. 

Und das eröffnet uns eine neue Ära der Planetenforschung. Der britische Astrophysik-Professor Sasha Hinkley sagt: “Dies sind die ersten direkten Bilder eines Exoplaneten, die mit James Webb aufgenommen wurden. Das ist ein transformativer Moment. Nicht nur für Webb, sondern auch für die Astronomie im Allgemeinen.” James Webb blickte in die Richtung des Sternbilds Centaurus und untersuchte den Stern HIP65426, der ungefähr doppelt so viel Masse wie unsere Sonne hat. 

James Webb: Foto von Exoplanet HIP65426b

James Webb: Foto des Exoplaneten

Oben seht Ihr die Aufnahmen des Exoplaneten HIP65426b. Auf den ersten Blick sehen die Aufnahmen nur wie verschwommene Punkt aus, aber denkt dran, es sind Direktaufnahmen dieser fernen Welt. Der Planet ist siebenmal so massereich wie der Jupiter, aber etwa dreimal weiter von seinem Stern entfernt als der Neptun von unserer Sonne. Es handelt sich also um einen eisigen Super-Jupiter. Die verschiedenen Farben entstehen durch Aufnahmen in verschiedenen Wellenlängen des Infrarotlichts. James Webb hat für die verschiedenen Infrarotbereiche jeweils eigene Instrumente an Bord. Die bläulichen Bilder stammen vom Nircam-Instrument, die rötlichen vom Instrument Miri. Das weiße Sternchen auf den Aufnahmen zeigt die Position des Sterns, um den sich der Exoplanet dreht, den man wegen der Helligkeit auf den Aufnahmen ausgeblendet hat. Diese Helligkeit des Zentralgestirns auszublenden, ist gar nicht so einfach. Denn für die Infrarotaugen von James Webb ist der Stern bis zu 10.000 Mal heller als der Exoplanet HIP65426b und überstrahlt die geringe Lichtmenge, die wir vom Planeten empfangen, komplett.

Auf der unteren Aufnahme seht Ihr wie James Webb dieses System standardmäßig sieht. Einfach ein großer heller Licht-Blob des Sterns, der alles andere über strahlt. Glücklicherweise ist das James-Webb-Teleskop mit speziellen Instrumenten ausgerüstet, den sogenannten Koronografen, oder auf englisch Coronagraph.

Aufnahme ohne Koronograf

Die äußeren Bereiche eines Sterns bezeichnet man als Corona. Wenn Koronografen genau vor einem Stern positioniert werden, können sie den Großteil des einfallenden Lichts blockieren. Koronografen werden zum Beispiel auch zur Erforschung der äußersten Schichten der Sonne eingesetzt, wie Ihr unten in einer spektakulären Aufnahme der NASA von unserer Sonne seht. Durch die Verwendung von Koronografen können wir bei unserer Sonne beispielsweise die Helligkeit ausblenden und dadurch Phänomene in ihren Randbereichen untersuchen wie etwa heftige Plasma-Ausbrüche, so genannte Protuberanzen. 

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Und James Webb kann mit Hilfe der Koronografen fremde Sterne ausblenden und so ihre Exoplaneten aufnehmen. Die Astronomin Aarynn Carter von der University of California beschreibt es so: “Die Aufnahme dieses Bildes war wie eine Schatzsuche im Weltraum. Zuerst konnte ich nur das Licht des Sterns sehen, aber mit einer sorgfältigen Bildbearbeitung konnte ich dieses Licht entfernen und den Planeten freilegen.”

Foto von Exoplaneten: Koronografen sind notwendig

Das klingt alles einfacher als es ist – denn leider kann auch der Koronograf nicht das komplette Licht des Sterns ausblenden. Die Astronomen müssen so ein System dann über einen längeren Zeitraum beobachten und können dann nach und nach in Detektivarbeit herausfinden, wo sich der Exoplanet versteckt. Das alles zeigt, um was für eine unglaubliche Maschine es sich beim James-Webb-Teleskop handelt. Die direkte Aufnahme von Exoplaneten gelang vorher nur in absoluten Einzelfällen, jetzt wird sie auf der Tagesordnung stehen. Und diese Daten zeigen auch, dass James Webb in der Lage sein wird, Planeten mit geringerer Masse als je zuvor zu entdecken. Vor James Webb waren wir meist auf die Entdeckung von Super-Jupitern beschränkt, weil die sehr groß, schwerfällig und kaum zu übersehen sind. Aber James Webb wird auch Exo-Uranuse und Exo-Neptuns direkt abbilden können, die nächsten Wochen und Monate werden also wirklich aufregend. 

Vergleich mit der Erde: Das Trappist-1-System

James Webb: Bald Foto von TRAPPIST-1

Vor allem Folgendes sorgt für Spannung: In den kommenden Monaten wird James Webb seine Spiegel auf TRAPPIST-1e richten, einen möglicherweise bewohnbaren Planeten von der Größe der Erde, der nur 39 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das TRAPPIST-1-System ist vielleicht der vielversprechendste Ort für außerirdisches Leben, den wir kennen. Es enthält sieben erdähnliche Exoplaneten und wenn James Webb hier genauer hinschaut, ist das vermutlich die größte Chance für die Entdeckung von außerirdischem Leben, die es in der Menschheitsgeschichte jemals gab. Aarynn Carter sagt: “Ich denke, das Spannendste ist, dass wir gerade erst angefangen haben. Es werden noch viele weitere Bilder von Exoplaneten folgen, die unser Gesamtverständnis ihrer Physik, Chemie und Entstehung prägen werden. Vielleicht entdecken wir sogar bisher unbekannte Arten von Planeten.”

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Das WOW-Signal kommt von einem Sonnen-Zwilling

Illustration für das Wow-Signal

Das bekannte WOW-Signal stammt von Aliens – behaupten nun Jahrzehnte später einige Astronomen. Wurden wir von Außerirdischen kontaktiert? Warum das sehr gut möglich ist, erfahrt Ihr in diesem Beitrag.

Viele von euch haben sicherlich schon mal vom WOW-Signal gehört, eines der Signale, bei dem die Wahrscheinlich am höchsten ist, dass es von Außerirdischen stammt. Was Astronomen nun darüber herausgefunden haben, könnte wirklich alles ändern. 

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Als der Astronom Jerry Ehman im Jahre 1977 am Big Ear Radioteleskop in Ohio arbeitete, wiederfuhr im eines Tages etwas, das im wahrsten Sinne des Wortes nicht von dieser Welt war. Er empfing ein Signal aus dem All, das es so vorher nie gegeben hatte. Es war eine 72 Sekunden lange Datensequenz von Schmalband-Radiowellen, die aus Richtung des Sternbilds Schütze stammte. Das Signal war so unglaublich, dass Jerry Ehman es ausdruckte und auf das Papier das Wort “Wow!” schrieb. Daher ist es bis heute als das Wow-Signal bekannt. 

Eine Botschaft von Außerirdischen

Das Signal gilt bis heute als meistversprechender Anwärter für eine außerirdische Botschaft. Eine Botschaft einer außerirdischen Zivilisation. Im Gegensatz zu vielen anderen vermeintlich außerirdischen Signalen schließen führende Astronem es nahezu aus, dass es sich um ein Signal mit irdischen Ursprung oder auch sogar Ursprung innerhalb unseres Sonnensystems handelt. Jerry Ehman schrieb dazu: “Da also alle Möglichkeiten eines irdischen Ursprungs ausgeschlossen wurden und die Möglichkeit eines außerirdischen Ursprungs nicht ausgeschlossen werden konnte, muss ich zu dem Schluss kommen, dass eine extraterrestrische Intelligenz das Signal gesendet haben könnte.” Wir haben also ein Signal, von dem selbst seriöse Astronomen glauben, es könnte von Aliens stammen und dessen Ursprung bis heute nicht geklärt würde. 

Als wäre das nicht faszinierend genug, gibt es nun neue Erkenntnisse, die das außerirdische Puzzle langsam vervollständigen. Der Astronom Alberto Caballero hat etwas sehr naheliegendes getan: Er hat nachgeschaut, ob es in der Richtung, aus der das WOW-Signal stammt, Sternsysteme mit potentiell habitablen Planeten gibt. Dafür hat er Daten des GAIA-Weltraumteleskops durchsucht, dessen Aufgabe es ist, große Teile des Himmels zu durchmustern. Er konnte den Ursprung des Signals auf ein bestimmtes Sternsystem eingrenzen. Es stammt aus dem System namens – und jetzt festhalten – 2MASS 19281982-2640123. Astronomen müssen sich wirklich mal bessere Namen einfallen lassen für neu entdeckte Objekte. 

Wow-Signal stamm vom Zwilling der Sonne

Dieser Stern, den wir der Einfachheit halber jetzt 2MASS nennen, befindet sich 1.800 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze – genau in der Richtung, aus der das WOW-Signal kam. Und jetzt kommt’s: Dieser Stern ist quasi ein Zwilling unserer Sonne. Er besitzt eine Temperatur, die nur fünf Grad höher ist als die der Sonne, und einen Radius und eine Leuchtkraft, die fast identisch sind. Ist das nicht unglaublich? Das WOW-Signal scheint aus einem Sternsystem zu stammen, das unserem zum Verwechseln ähnlich sieht. 

Der Stern mit dem komplizierten Namen: 2MASS 19281982-2640123

Alberto Caballero sagt zu seiner Entdeckung: “Es gibt ein Sonnenanalogon in der Region, aus der das fremdartigste Signal kam. Obwohl dieser Stern zu weit entfernt ist, um eine Antwort in Form einer Radio- oder Lichtübertragung zu senden, könnte er ein großartiges Ziel für Beobachtungen sein, um nach Exoplaneten in der Umgebung des Sterns zu suchen.”

Wismut Kristall

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Es ist noch nicht bekannt, ob und welche Planeten den Stern 2MASS umkreisen. Aber da er sonnenähnlich ist, ist es nach unseren Kenntnissen denkbar, dass ein Exoplanet, der ihn in der richtigen Entfernung orbitiert, Leben beherbergen könnte. Vielleicht sollten wir das James-Webb-Teleskop mal einen Blick auf dieses System werfen lassen. Und wenn sich dann herausstellen sollte, dass es dort einen erdähnlichen Planeten gibt, dann wäre es vielleicht einen Versuch wert, eine Antwort dorthin zu schicken, eine nette Erwiderung auf das Wow-Signal. Alberto Caballero sagt zwar, das System sei zu weit entfernt, für eine Antwort – aber das stimmt natürlich nicht ganz. Die Antwort würde eben nur 1.800 Jahre brauchen, bis sie da ist. Ebenso lange wäre auch das Wow-Signal unterwegs gewesen, wenn es von dort stammt. Unsere Antwort käme also mehr als dreieinhalb tausend Jahre nach Aussendung des Ursprungssignal dort an.

Klar, es wäre ein Schuss ins Blaue, aber es ist unser bester Anhhaltspunkt für außerirdisches Leben und auch wenn dieser Versuch der Kontaktaufnahme langwierig wäre, sollten wir es versuchen. Verkomplizierend kommt hinzu, dass wir nicht wissen, was das Wow-Signal für einen Inhalt hatte, wenn es denn von Außerirdischen stammt. Wenn es eine Art interstellare Kriegserklärung war, wäre es unklug, darauf zu antworten. Andererseits verraten wir unsere Position ohnehin täglich, da die menschliche Zivilisation jede Menge Signale wie Radiowellen ins All aussendet. Es hat also keinen großen Zweck, sich versteckt zu halten, wenn außeridische Zivilisationen die Galaxis absuchen, dann wissen sie ohnehin schon, wo wir sind. 

Ganz schön offensichtlich: Wir verraten unsere Position in der Milchstraße

Andere Erklärungsvorschläge für das Signal, wie beispielsweise, dass das Signal von einem Kometen stammt, stellten sich in der Vergangenheit als falsch heraus. Im Jahre 2017 glaubte man, das Rätsel gelöst zu haben, weil man den Kometen Christensen als Urheber identifizierte. Das wird mittlerweile von der Mehrheit der Astronomen als unmöglich betrachtet. Die Hinweise auf einen Alien-Ursprung verdichten sich also mehr und mehr. 

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Außerirdisches Leben: Wird James Webb es endlich entdecken?

Fotoskomposition von einem Alien und dem Teleskop James Webb

Was für eine sensationelle Nachricht: Das James-Webb-Teleskop ist in der Lage außerirdisches Leben zu finden, wie Forscher nun bestätigt haben – und es wird in Kürze einen ganz besonderen Planeten anvisieren. Ob wir bald Alien-Fotos vorliegen haben?

Nachweise von Aliens – das haben sich sicherlich die meisten Leute vom James-Webb-Teleskop erhofft. Daher waren viele enttäuscht, als bei den ersten veröffentlichten Bildern dann von außerirdischem Leben überhaupt keine Rede war. Hinzu kamen dann noch einige Berichte, in denen behauptet wurde, dass das James-Webb-Teleskop nicht in der Lage sei, Leben auf Exoplaneten nachzuweisen. 

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Zahlreiche Exoplaneten in der Nachbarschaft

Nun, das Teleskop kann uns sehr wohl Bilder von Aliens liefern. Die Bausteine für Leben sind überall im Weltraum verteilt. Allein unsere Galaxis enthält laut vielen Astronomen rund 300 Millionen potentiell lebensfreundliche Exoplaneten. Sogar innerhalb unserer galaktischen Nachbarschaft gibt es einige Kandidaten für bewohnbare Exo-Erden. Und erst vor kurzem fand man in einem noch jungen Sonnensystem in dem Material, aus dem sich dort die Planeten bilden, präbiotische Moleküle, also die Grundbausteine für Leben. Die Indizien sprechen also eine klare Sprache: Angesichts der schieren Größe unserer Galaxis muss es irgendwo da draußen außerirdisches Leben geben. Alles was wir tun müssen, ist: es entdecken. Ein Kinderspiel, oder? 

Ganz so einfach ist es leider nicht. Bislang waren selbst die leistungsfähigsten Teleskope mehr schlecht als recht in der Lage, Details über die Atmosphäre von Exoplaneten herauszufinden. Genau in diesen Exo-Atmosphären liegt aber der Schlüssel für die Suche nach außerirdischem Leben. Denn wenn ein Planet Leben beherbergt wie die Erde, dann müssten sich die Auswirkungen dieses Lebens als sogenannte Biosignatur in der Atmosphäre nachweisen lassen. 

Ein Exoplanet, der vor seinem Stern herzieht

James Webb kann Biosignaturen von Planeten aufnehmen

Astronomen haben eine geniale Methode entwickelt, um solche Biosignaturen zu finden: Sie untersuchen nicht direkt den Exoplanet selbst, sondern das Licht seines Sterns. Das Sternenlicht, das mit der Oberfläche oder der Atmosphäre des Exoplaneten in Wechselwirkung tritt und dann Lichtjahre später in ein irdisches Teleskop fällt, kann Hinweise auf Biosignaturen enthalten. Wenn Licht von der Oberfläche eines Materials abprallt oder ein Gas wie etwa in den Exo-Atmosphären durchdringt, bleiben bestimmte Wellenlängen des Lichts eher in der Oberfläche des Gases oder Materials hängen als andere. Dieses selektive Einfangen von Lichtwellenlängen und das unterschiedliche Licht, das dann in euren Augen ankommt, ist der Grund für die unterschiedlichen Farben von Objekten. Nehmen wir ein einfaches Beispiel: Blätter sind meistens grün, weil das in ihnen enthaltene Chlorophyll besonders gut Licht in den roten und blauen Wellenlängen absorbiert. Wenn Licht auf ein Blatt trifft, werden die roten und blauen Wellenlängen absorbiert, so dass hauptsächlich grünes Licht in die Augen zurückgeworfen wird.

Die Farbe grün sehen wir, weil das rote und das blaue Licht vom Blatt absorbiert werden

Mit dieser Methode lässt sich das Vorhandensein bestimmter atmosphärischer Gase erkennen, die mit Leben in Verbindung gebracht werden – wie Sauerstoff oder Methan -, da diese Gase sehr spezifische Signaturen im Licht hinterlassen. So weit, so gut – damit das optimal funktioniert, braucht man aber ein sehr leistungsfähiges Teleskop. Und da kommt James Webb ins Spiel. 

Zu den ersten Amtshandlungen von James Webb gehörte die Analyse der Atmosphäre des Exo-Jupiters WASP-96 B. Das ging bei der Veröffentlichung der ersten Aufnahmen von James Webb etwas unter, da es sich eben nicht um ein Foto im klassischen Sinne handelte, sondern um eine Atmosphärenanalyse. Das Spektrum zeigte das Vorhandensein von Wasser und Wolken, also im Prinzip ein spektakulärer Fund. Doch es ist eher unwahrscheinlich, dass ein so großer und heißer Gasplanet wie WASP-96 B Leben beherbergen könnte. Diese Daten zeigen jedoch, dass James Webb in der Lage ist, schwache chemische Signaturen im Licht von Exoplaneten zu erkennen. 

WASP-96 b Analyse des Exoplaneten
Foto der Analyse des Exoplaneten WASP-96 b

James Webb richtet seine Augen auf TRAPPIST-1

Und jetzt kommt eine wirklich aufregende Nachricht: In den kommenden Monaten wird James Webb seine Spiegel auf TRAPPIST-1e richten, einen möglicherweise bewohnbaren Planeten von der Größe der Erde, der nur 39 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das TRAPPIST-1-System ist vielleicht der vielversprechendste Ort für außerirdisches Leben, den wir kennen. Es enthält sieben erdähnliche Exoplaneten und wenn James Webb hier genauer hinschaut, ist das vermutlich die größte Chance für die Entdeckung von außerirdischem Leben, die es in der Menschheitsgeschichte jemals gab. 

Trappist-1-System: Wird das James-Webb-Teleskop hier außerirdisches Leben finden?

James Webb ist so leistungsstark, dass es vielleicht sogar Informationen nicht nur über die Atmosphäre von Exoplaneten, sondern sogar über deren Oberfläche gewinnen könnte. Auf der Erde zum Beispiel fangen das Chlorophyll und andere Pigmente, die Pflanzen und Algen für die Photosynthese verwenden, bestimmte Wellenlängen des Lichts ein. Diese Pigmente erzeugen charakteristische Farben, die vor allem mit Hilfe einer empfindlichen Infrarotkamera erkannt werden können. Wie es der Zufall so will, ist James Webb ein Infrarot-Weltraumteleskop. Würde man diese Farbe von der Oberfläche eines fernen Planeten reflektiert sehen, wäre dies ein möglicher Hinweis auf das Vorhandensein von Alien-Chlorophyll. 

James Webb für Exoplanetenforschung stark vorantreiben

Aber: James Webb ist nicht allmächtig. Es kann nach Biosignaturen suchen, indem es Planeten beim Vorbeiziehen an ihren Sternen untersucht und das Sternenlicht einfängt, das durch die Atmosphäre des Planeten gefiltert wird. In speziellen Fällen kann es vielleicht sogar Informationen über die Oberfläche gewinnen. James Webb wurde allerdings nicht primär für die Suche nach Leben konzipiert, so dass das Teleskop nur die näher gelegenen potenziell bewohnbaren Welten unter die Lupe nehmen kann. Es kann auch nur Veränderungen der atmosphärischen Werte von Kohlendioxid, Methan und Wasserdampf feststellen. Bestimmte Kombinationen dieser Gase können auf Leben hindeuten, James Webb ist aber leider nicht in der Lage, das Vorhandensein von ungebundenem Sauerstoff zu erkennen, der das stärkste Signal für Leben wäre. 

Sieht aus wie von einem Exoplaneten: Der Wismut-Kristall

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Wenn das gelingen sollte, wenn es in unserem Teil der Milchstraße Leben geben sollte, dann kann das eigentlich nur bedeuten, dass Leben im Kosmos keine Seltenheit ist und dass es von außerirdischen Lebensformen zwischen all den Sternen und Planeten nur so wimmelt. Chris Impey und Daniel Apai, zwei amerikanische Astronomie-Professoren, die auch immenses Potential im James Webb Teleskop bei der Suche nach Leben sehen, schreiben dazu: “Die nächste Generation der Erforschung von Exoplaneten hat das Potential, die Messlatte für die außergewöhnlichen Beweise zu überspringen, die zum Nachweis der Existenz von Leben erforderlich sind. Die ersten Daten des James-Webb-Weltraumteleskops geben uns einen Eindruck von den aufregenden Fortschritten, die uns bald bevorstehen.”

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Mit Grönlands Geologie die Jupitermonde erkunden

Entdeckung unter Grönland

Was hat eine Entdeckung unter dem grönländischen Eis mit außerirdischem Leben auf den Jupitermonden zu tun? Jede Menge und in diesem Beitrag gehen wir der Sache auf den Grund.

Reisen wir zurück ins Jahr 1979. Die Sonde Voyager 1 erreichte den Jupiter und untersuchte den Gasplaneten und seine Monde. Eine der wichtigsten Erkenntnisse betraf den Mond Europa. Am 5. März 1979 näherte sich Voyager 1 dem Mond auf 932.000 Kilometer. Im April 1979 folgte dann Voyager 2 und näherte sich ebenfalls dem Mond. Durch die Daten der beiden Sonden fand man heraus: Auf dem Mond Europa gibt es einen unterirdischen Ozean. Eine absolute Sensation, denn Ozeane aus flüssigem Wasser außerhalb der Erde auf fremden Himmelskörpern galten damals noch als Science Fiction. 

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Was sind Schwarze Raucher?

Seitdem wird munter darüber spekuliert, ob es in diesem Europa-Ozean nicht außerirdisches Leben geben könnte. Viele Forscher glauben, dass das Leben auf der Erde in Tiefseevulkanen entstanden ist, in sogenannten Schwarzen Rauchern. Hier könnten die ersten anorganischen Stoffe den Sprung zu primitiven Lebensformen gemacht haben – und wenn es auf Europa einen unterirdischen Ozean und mit den Gezeitenkräften des Jupiters auch eine kräftige Energiequelle gibt, sind die Voraussetzungen für die Entstehung von Leben so gut wie auf der Erde. 

Doch bevor die Alien-Euphorie jetzt zu groß wird: Die Eiskruste von Europa, also die dicke Schicht aus Eis, die über dem Ozean liegt, ist sehr massiv und erstreckt sich über 20 bis 30 Kilometer. Selbst wenn wir es schaffen würden, auf Europa zu landen und ein Loch zu bohren, wäre es nach dem aktuellen Stand der Wissenschaft unmöglich, diese Eisdicke zu überwinden. Zum Vergleich: Das tiefste Loch, das jemals auf der Erde gebohrt wurde, war die Kola-Bohrung in der Sowjetunion. Und da schaffte man es “nur” auf knapp 12,2 Kilometer. Die Bohrung auf einem fremden Himmelskörper wäre wesentlich anspruchsvoller als auf der Erde. 

Darstellung der Eisschicht auf dem Mond Europa

Warum die Doppelkämme in Grönland so interessant sind

Kann es aber wirklich sein, dass in dem Europa-Ozean außerirdisches Leben herumpaddelt, wir es aber niemals zu Gesicht bekommen werden, weil die Eiskruste zu dick ist? Müssen wir uns unsere Träume von der Entdeckung von außerirdischem Leben abschminken? Vielleicht nicht. Denn eine Entdeckung eine Grönland ändert alles. Reisen wir mal zurück vom weit entfernten Mond Europa ins irdische Grönland. 

Meteorit

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Im Nordwesten Grönlands gibt es eine interessante Doppelkamm-Formation, Bergkämme, die sich über viele Kilometer erstrecken und durch flache Täler getrennt sind. Ein Team der Universität Stanford untersuchte die grönländischen Doppelkämme und erkundete den Bereich unter der Erdoberfläche mit Hilfe von Radartechnologie. Sie fanden heraus, wie diese Doppelkämme entstanden sind. Sie vermuten, dass Schmelzwasser an der Oberfläche Grönlands in einen Hohlraum innerhalb des dicken Eisschildes abfloss und dann dort wieder gefror. Solche Hohlräume gibt es überall im grönländischen Eis, da es immer wieder Stellen mit porösem Eis gibt. Diese Stellen kollabieren und hinterlassen einen leeren Raum. Wenn dann Schmelzwasser in einen solchen Hohlraum fließt und dort wieder gefriert, dann dehnt es sich aus. Das passiert mit Wasser, wenn es gefriert, denn die Moleküle im Eiskristall beanspruchen mehr Raum als im flüssigen Wasser. Deswegen kann auch gefrorenes Wasser, also Eis, auf flüssigem Wasser schwimmen, weil die Dichte niedriger ist. Und die Ausdehnung beim Gefrieren in den Hohlräumen bedeutet, dass das nun gefrorene Wasser unter extremem Druck die darüber liegenden Eis- und Erdschichten nach oben drückt – an der Oberfläche entstehen dann diese Kammstrukturen. Und genau solche Kammstrukturen gibt es auch auf dem Mond Europa.

Doppelkämme in Grönland

Auf Europa: Hohlräume mit flüssigem Wasser

Der gesamte Jupitermond Europa ist überzogen mit Kammstrukturen, also mit diesen eisigen Berg- und Tallandschaften. Erkenntnisse über ähnliche Strukturen auf der Erde liefern uns gleichzeitig Indizien über die Verhältnisse auf Europa. Und diese Entdeckung könnte bedeuten, dass es auf Europa auch solche Wassertaschen gibt, also Hohlräume voller noch flüssigem oder gerade erst gefrorenem Wasser. Und dann müssten wir uns nicht 30 Kilometer in die Tiefe bohren, sondern könnten direkt unter der Oberfläche Wasser finden. 

Ein paar Unterschiede gibt es aber doch, denn auf Europa gibt es kein Schmelzwasser, das abfließen könnte, da die Oberfläche sehr kalt ist. Aber das Wasser könnte von unten in die Hohlräume gepresst werden, ein bisschen wie bei einer Bialetti-Kanne. Die Analogie passt gut, denn auf Europa gibt es ein komplexes Eisvulkan-System. Das Wasser aus dem flüssigen Ozean könnte tatsächlich in die Hohlräume geschossen werden. Und dieses Wasser wäre ein interessantes Forschungsobjekt. Hauptautor der Studie der Stanford University Dr. Dustin Schroeder sagt: “Flüssiges Wasser in geringer Tiefe ist räumlich und zeitlich in der Eishülle Europas allgegenwärtig. Es ist näher an der Oberfläche, wo man interessante Chemikalien aus dem Weltraum, von anderen Monden und den Vulkanen von Io erhält.”

Mission Europa-Clipper der NASA

Wenn wir es schaffen würden, eine Raumsonde auf Europa landen zu lassen, die sich nur ein wenig in das Eisschild in der Kammregion buddeln könnte, könnten wir unglaubliche Dinge entdecken, vielleicht sogar Spuren von außerirdischem Leben. Allerdings liegen Europa-Landungen, geschweige denn Bohrungen, leider noch in weiter Ferne, aber die Mission Europa-Clipper der NASA soll im Jahr 2024 mit einem eisdurchdringenden Radar starten. Jetzt wissen die Betreiber genau, nach was sie Ausschau halten müssen, um herauszufinden, ob der Grönland-Mechanismus die Erhebungen auf Europa erklärt. Wenn sich das bewahrheitet, dann werden die Bemühungen um eine Landung auf Europa sicherlich so richtig an Fahrt aufnehmen. 

Foto des Jupitermonds Europa

Übrigens war das Forscherteam in Grönland gar nicht auf der Suche nach Strukturen, die denen auf Europa ähneln. Das war reiner Zufall und durch die Präsentation von anderen akademischen Kollegen über die Kammstrukturen auf Europa kam ihnen dann der Einfall, dass es hier Ähnlichkeiten geben könnte. Dr. Dustin Schroeder sagt: “Wir haben an etwas völlig anderem gearbeitet, das mit dem Klimawandel und seinen Auswirkungen auf die Oberfläche Grönlands zu tun hat, als wir zufällig diese winzigen Doppelkämme auf Europa sahen.” Ein schönes Beispiel dafür, wie oft Zufälle und glückliche Umstände die Wissenschaft weiter bringen.

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DNA-Bausteine in Meteoriten gefunden

DNA Bausteine im Meteoriten

Was für eine unglaubliche Entdeckung: In Meteoriten, die auf der Erde eingeschlagen sind, haben Wissenschaftler alle Bausteine des Lebens entdeckt. Stammen wir aus dem Weltraum? 

Ihr erinnert euch bestimmt noch an die siebte Klasse Biologie-Unterricht. Da lernte man etwas über die Bausteine der DNA, also des Erbguts, das die Eigenschaften jeder Spezies dieses Planeten definiert. DNA ist die englische Abkürzung für Desoxyribonukleinsäure und die Grundbausteine von DNA-Strängen sind vier verschiedene Nukleotide, die jeweils aus einem Phosphatrest, dem Zucker Desoxyribose und einer von vier Nukleinbasen bestehen. Diese Nukleinbasen heißen – und spätestens das wird sicherlich die Erinnerungen an den Bio-Unterricht wecken – Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Aus der Abfolge dieser Nukleinbasen ergeben sich unterschiedliche Informationen. Um die Entstehung des Lebens zu verstehen, müssen wir herausfinden, woher diese Nukleinbasen stammen. Sind sie auf der Erde in der Ursuppe entstanden? Oder kommen sie aus dem Weltraum und wir sind alle in gewisser Hinsicht Aliens?

Wird verarbeitet …
Erledigt! Sie sind auf der Liste.

Dieser Frage wollte ein Team von Forschern der NASA und der Universität Hokkaido auf den Grund gehen. Sie mussten sich dabei nur noch auf die Suche nach zwei der DNA-Bausteinen begeben, nämlich Cytosin und Thymin. Die anderen beiden, Adenin und Guanin, hatte man bereits zuvor in Meteoritengestein entdeckt. Der Umstand, dass bislang nur Adenin und Guanin gefunden wurden, hätte bedeuten können, dass Cytosin und Thymin im Weltraum nicht vorkommen und auf der Erde entstanden sind. Oder es hätte bedeuten können, dass die bisherigen Messungen nicht gut genug waren – und genau das wollte das Forscherteam herausfinden. 

Künstlerische Darstellung der DNA

Wozu verwendet man Ameisensäure?

Bisher hat man zur Detektion von organischen Stoffen aus Meteoriten meist heiße Ameisensäuren verwendet und Proben von Meteoriten dieser ausgesetzt, um einen Extrakt zu  erhalten – gerade für die Suche nach Cytosin und Guanin ist das aber wenig geeignet, da diese beiden Nukleinbasen sehr empfindlich sind und dabei potentiell zerstört werden könnten. 

Das Forscherteam hat nun Meteoriten mit einem schonenden Verfahren untersucht: durch eine Extraktion der Proben in kaltem Wasser während diese Ultraschallbestrahlung ausgesetzt waren. Ihr könnt euch die unterschiedlichen Methoden besser vorstellen, wenn ihr es mit Kaffeezubereitung vergleicht: Ihr wollt aus dem Kaffeepulver einen Extrakt herstellen, den ihr nicht untersuchen, sondern trinken wollt. Es gibt mehrere Wege zum Ziel: Ihr könnt das Kaffeepulver mit heißem Wasser übergießen. Das führt sehr schnell zum gewünschten Ergebnis, aber auf mikroskopischer Ebene zerstört ihr durch die Hitze einiges in den gemahlenen Kaffeebohnen. Oder ihr könnt das Kaffeepulver über Nacht in kaltem Wasser ziehen lassen. Das nennt man Cold Brew. Es dauert zwar länger, führt aber zu einem sehr geschmacksintensivem Erlebnis, da der Kaffee langsam und schonend extrahiert wurde. 

Herstellung eines Kaffees – durchaus zu vergleichen mit der Meteoritenextraktion

Nukleinbasen im Meteoriten

Auf eine ganz ähnliche Art und Weise, durch einen wissenschaftlichen Cold Brew, haben die Forscher Proben von besonderen Meteoriten extrahiert, unter anderem des sogenannten Murchison Meteoriten. Der ist 1969 in Australien eingeschlagen und einer der am besten untersuchten Meteoriten überhaupt, da er unfassbar reich an organischen Verbindungen wie Aminosäuren ist. Es liegt der Verdacht nahe, dass er die Nukleinbasen der DNA enthält – und siehe da: Das Cold Brew-Verfahren hat tatsächlich Cytosin und Guanin in den Proben zu Tage gefördert. Das ist einfach unglaublich: Damit haben wir alle Nukleinbasen unseres Erbguts in Steinen aus dem Weltraum gefunden. Die Bausteine des irdischen Lebens sind nicht nur hier auf der Erde entstanden, sondern sind mindestens zusätzlich außerirdischen Ursprungs.

Der Murchison Meteorit in Australien
Murchison Meteorit

Skeptiker mögen einwenden: Ist es nicht sehr wahrscheinlich, dass die Meteoritenproben einfach kontaminiert waren? Immerhin liegen die schon einige Jährchen auf der Erde und hier wimmelt es nur so vor Nukleinbasen. Um das auszuschließen, haben die Forscher auch Proben der Erde rund um den Murchison-Meteoriten dem Cold-Brew-Verfahren unterzogen. Zwar wurden auch darin einige DNA-Basen und verwandte Moleküle nachgewiesen – was ja logisch ist – aber nicht alle. Und der Aufbau dieser Verbindungen unterschied sich von denen im Meteoritenmaterial. Eine Kontamination durch irdisches Material kann im Prinzip ausgeschlossen werden. 

Sind die Bausteine des Lebens im Weltraum vorhanden?

Ist der Gedanke von unserem kosmischen Ursprung nicht unfassbar faszinierend? Co-Autor der Studie Danny Glavin vom Goddard Space Flight Center der NASA sagt: „Wir haben verschiedene Pyrimidin-Nukleobasen identifiziert, darunter Cytosin und Thymin. Wir haben damit jetzt den Beweis, dass der komplette Satz an Nukleobasen, der heute in Lebewesen vorkommt, schon zur Zeit der Lebensentstehung auf der Erde verfügbar gewesen ist.“

Meteorit

Hier bekommt ihr euren eigenen Meteoriten

Bruchstück eines großen Eisenmeteoriten aus Campo del Cielo in Argentinien. Mitgeliefert wird ein Echtheitszertifikat. Verschiedene Größen verfügbar. 

Übrigens ist das nicht nur faszinierend im Hinblick auf das Leben auf unserem Planeten. Denn, wenn die Bausteine des Lebens auf x-beliebigen Steinen im Weltraum vorhanden ist, dann – ihr erratet es – könnte die Entstehung von Leben kein rein irdisches Phänomen sein. Jeder Planet wäre dann eine potentielle Eizelle und jeder Asteroid ein potentielles Spermium – sozusagen.

Außerirdisches Leben immer wahrscheinlicher

Die Tatsache, dass die Bausteine des Lebens nicht auf der Erde entstanden, sondern im Weltraum vorhanden sind, erhöht die Wahrscheinlichkeit für außerirdisches Leben immens! Andererseits kennen wir nur das irdische Leben und wissen gar nicht, ob diese Nukleinbasen auch die Bausteine für Alien-Lebensformen sind. Gewissheit werden wir erst bekommen, wenn wir eine außerirdische Lebensform finden.

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