Licht, das von der Oberfläche von Pflanzenblättern, Bakterien in Luft und Wasser und Tieren auf der Oberfläche des Planeten reflektiert wird, könnte laut Astronomen, die einen Artikel in der Zeitschrift Astrobiology veröffentlicht haben, das Vorhandensein von Leben auf den potenziellen "Zwillingen" der Erde für eine neue Generation leistungsstarker Teleskope verraten.
Nach dem Start des Kepler-Umlaufteleskops entdeckten Wissenschaftler fast zweitausend Planeten außerhalb des Sonnensystems, von denen mehrere Dutzend potenzielle "Doppelgänger" der Erde sind oder sich in der sogenannten "Lebenszone" befinden. Ihre Entdeckung veranlasste Planetenforscher und Astrobiologen, Methoden zu entwickeln, mit denen sie ihre Eignung für das Leben beurteilen oder versuchen können, Spuren davon in ihrer Atmosphäre zu finden.
Die meisten dieser Methoden, wie von Edward Schwieterman von der University of Washington in Seattle (USA) festgestellt, dienen dazu, Spuren des Lebens von Pflanzen und anderen photosynthetischen Organismen zu erkennen. Dies ist der einfachste Weg, Spuren des Lebens auf der Erde zu finden, wenn man sie aus dem Weltraum betrachtet.
Solche Techniken basieren entweder darauf, wie Pflanzen die chemische und isotopische Zusammensetzung der Atmosphäre verändern, oder auf Spuren von Chlorophyll, dem wichtigsten photosynthetischen Pigment der Flora, im Spektrum der Atmosphäre des Planeten. Wenn der Planet beispielsweise mit Wäldern bedeckt ist, ist das von ihm reflektierte Licht im "roten" Teil des Spektrums merklich heller, da photosynthetische Organismen die grüne Komponente des sichtbaren Lichts absorbieren.
Schwieterman und seine Kollegen fragten sich, ob das Licht, das von den Molekülen anderer Pigmentmoleküle reflektiert wird, die der gesamten Flora und Fauna der Erde Farbe verleihen, verwendet werden könnte, um sie auf der Oberfläche von Exoplaneten zu erkennen.
Zu diesem Zweck untersuchten die Wissenschaftler die chemische Struktur und das Spektrum von mehreren Dutzend Pigmenten, die in den Deckeln der häufigsten Algen und Mikroben gefunden wurden, und versuchten anhand eines Computermodells eines Exoplaneten abzuschätzen, wie sichtbar sie für Teleskope auf der Erde sein werden.
Wie diese Berechnungen zeigen, werden bei einer ausreichend hohen "Bevölkerungsdichte" der häufigsten Vertreter der Flora oder Fauna Spuren ihrer Pigmente im allgemeinen Spektrum des Planeten für eine neue Generation von Boden- und Weltraumteleskopen, die derzeit auf der Erde gebaut werden, deutlich sichtbar sein.
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Dies sind sowohl gute als auch schlechte Nachrichten - diese Erkenntnis legt nahe, dass wir sie erkennen können, aber wir werden nicht verstehen können, wo solche Organismen vorhanden sind. Laut Shviterman und seinen Kollegen kann dieses Problem jedoch im Prinzip gelöst werden. Laut ihnen können lange genug Beobachtungen von Schwankungen im Spektrum des potenziellen "Zwillings" der Erde genügend Daten liefern, um zu bestimmen, wo die Träger dieses oder jenes Pigments leben.
Jetzt arbeitet Schwietermans Gruppe an der Erstellung einer Datenbank mit Spektren verschiedener Vertreter der Flora und Fauna auf der Erde, die den im Bau befindlichen James Webb- und TESS-Teleskopen hoffentlich dabei helfen wird, Lebensspuren auf bereits entdeckten und uns noch nicht bekannten Exoplaneten zu finden.
