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Methylierte Gase könnten ein eindeutiger Hinweis auf außerirdisches Leben sein

SEATTLE — Alien-Jäger aufgepasst: Wenn Sie Leben auf fernen Planeten finden möchten, versuchen Sie, nach Anzeichen einer giftigen chemischen Reinigung zu suchen.

Gase, die Organismen produzieren, wenn sie ihre Umgebung aufräumen, könnten deutliche Anzeichen von Leben auf Planeten liefern, die andere Sterne umkreisen, kündigten Forscher am 9. Januar auf dem Treffen der American Astronomical Society an. Alles, was wir tun müssen, um Hinweise auf außerirdisches Leben zu finden, ist, nach diesen Gasen in der Atmosphäre dieser Exoplaneten zu suchen, in Bildern, die vom James-Webb-Weltraumteleskop oder anderen Observatorien stammen, die bald online gehen könnten.

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Abgesehen von einer interstellaren Radiosendung ist die Chemie eines entfernten Planeten eine der vielversprechendsten Möglichkeiten, wie Forscher außerirdisches Leben entdecken können. Auf der Erde produziert das Leben viele Chemikalien, die die Atmosphäre verändern: Pflanzen produzieren zum Beispiel Sauerstoff, und eine Vielzahl von Tieren und Pflanzen setzt Methan frei. Leben anderswo in der Galaxie könnte dasselbe tun und eine chemische Signatur hinterlassen, die Menschen aus der Ferne erkennen könnten (SN: 30.09.21).

Aber auch bei Prozessen, die überhaupt nichts mit Leben zu tun haben, werden viele Lebensgase freigesetzt. Ihre Entdeckung könnte zu dem falschen Eindruck eines lebenden Planeten in einem fernen Sonnensystem führen, obwohl es sich in Wirklichkeit nur um einen sterilen Stein handelt.

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Mindestens eine Art von Verbindung, die einige Organismen produzieren, um sich vor toxischen Elementen zu schützen, könnte jedoch eindeutige Hinweise auf Leben liefern.

Die lebensbejahenden Verbindungen werden methylierte Gase genannt. Mikroben, Pilze, Algen und Pflanzen gehören zu den terrestrischen Organismen, die die Chemikalien herstellen, indem sie Kohlenstoff- und Wasserstoffatome mit giftigen Stoffen wie Chlor oder Brom verbinden. Die resultierenden Verbindungen verdampfen und fegen die tödlichen Elemente weg.

Die Tatsache, dass Lebewesen fast immer an der Herstellung von methylierten Gasen beteiligt sind, bedeutet, dass das Vorhandensein der Verbindungen in der Atmosphäre eines Planeten ein starkes Zeichen für irgendein Leben wäre, sagte die planetare Astrobiologin Michaela Leung von der University of California, Riverside, auf dem Treffen .

Dasselbe gilt nicht für Sauerstoff und Methan. Insbesondere Sauerstoff kann sich ansammeln, wenn ein heißer Stern die Ozeane eines Planeten erwärmt. „Sie haben eine Dampfatmosphäre, und das [ultraviolet] Die Strahlung des Sterns zerlegt das Wasser“ in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff, sagt Leung. Wasserstoff ist leicht, so viel davon geht auf kleinen Planeten an den Weltraum verloren. „Was übrig bleibt, ist all dieser Sauerstoff“, was, wie sie sagt, zu „wirklich überzeugenden Sauerstoffsignalen in diesem Prozess führt, an denen zu keinem Zeitpunkt Leben beteiligt war.“

Während lebende Organismen reichlich Methan produzieren, tun dies auch leblose geologische Phänomene wie Vulkane.

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Bei den für die Erde typischen Konzentrationen von methylierten Gasen werden diese Gase in den Atmosphären entfernter Planeten schwer zu sehen sein, selbst mit einem so leistungsstarken Instrument wie dem Webb-Teleskop (SN: 20.12.22). Aber Leung hat Grund zu der Annahme, dass es Planeten geben könnte, auf denen das Gasvorkommen tausendmal so hoch ist wie auf der Erde.

„Die produktivsten Umgebungen [for releasing methylated gases] die wir hier auf der Erde sehen“, sagt sie, „sind Dinge wie Flussmündungen und Feuchtgebiete.“ Ein Wasserplanet mit vielen kleinen Kontinenten und entsprechend mehr Küsten könnte beispielsweise voller Organismen sein, die giftige Chemikalien mit methylierten Gasen entfernen.

Einer der Vorteile der Suche nach Verbindungen als Lebenszeichen besteht darin, dass es nicht erforderlich ist, dass das Leben dem ähnelt, was wir auf unserem Planeten haben. „Vielleicht ist es nicht DNA-basiert, vielleicht hat es eine andere seltsame Chemie, die vor sich geht“, sagt Leung. Aber unter der Annahme, dass Chlor und Brom im Allgemeinen wahrscheinlich giftig sind, bieten methylierte Gase das, was Leung eine agnostische Biosignatur nennt, die uns sagen kann, dass etwas auf einem Planeten lebt, selbst wenn es uns völlig fremd ist.

„Je mehr Lebenszeichen wir kennen, nach denen wir suchen müssen, desto größer sind unsere Chancen, Leben zu erkennen, wenn wir ihm begegnen“, sagt Vikki Meadows, Astrobiologin an der University of Washington in Seattle, die nicht an der Studie beteiligt war. „Es hilft uns auch zu verstehen, welche Art von Teleskopen wir bauen sollten, worauf wir achten sollten und welche Anforderungen an die Instrumente gestellt werden sollten. Aus diesem Grund ist Michaelas Arbeit wirklich wichtig.“

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M. Leung et al. CH3Br: ein neuartiger Biosignaturkandidat. Treffen der American Astronomical Society, Seattle, 9. Januar 2022.

Autoren: James R. Riordon von Sciencenews

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