Hallo Zusammen,
Atmosphärische Jahreszeiten könnten nichtterristisches Leben signalisieren. UCR-Forscher nutzen saisonale Veränderungen in der Erdatmosphäre, um ihre Suche nach Leben außerhalb des Sonnensystems zu lenken. Dutzende potenziell bewohnbarer Planeten wurden außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt, und viele weitere warten auf ihre Entdeckung.
Ist irgendjemand oder irgendetwas da? Die Jagd auf das Leben in diesen Orten, die nicht besucht werden können, beginnt mit der Suche nach biologischen Produkten in ihren Atmosphären. Diese atmosphärischen Signaturen des Lebens, so genannte Biosignaturen, sollen mit Hilfe von Teleskopen der nächsten Generation erfasst werden, die die Zusammensetzung der Gase um Planeten messen, die Lichtjahre entfernt sind.
Es ist ein knifflige Angelegenheit, da Biosignaturen, die auf Einzelmessungen atmosphärischer Gase basieren, irreführend sein können.
Zur Ergänzung dieser Marker und dank der Finanzierung durch das NASA Astrobiologie Institute entwickeln Wissenschaftler der
University of California, Riverside's Alternative Earths Astrobiology Center den ersten quantitativen Rahmen für dynamische Biosignaturen basierend auf jahreszeitlichen Veränderungen in der Erdatmosphäre.
Unter dem Titel
"Atmosphärische Saisonalität als Exoplaneten-Biosignatur" wurde in
The Astrophysical Journal Letters ein Artikel über die Forschung veröffentlicht. Die Hauptautorin ist
Stephanie Olson, eine Doktorandin in der UCR Abteilung für Geowissenschaften.
Da die Erde die Sonne umkreist, bedeutet ihre geneigte Achse, dass verschiedene Regionen zu verschiedenen Jahreszeiten mehr Strahlen empfangen. Die sichtbarsten Anzeichen dieses Phänomens sind Änderungen des Wetters und der Länge der Tage, aber auch die atmosphärische Zusammensetzung ist betroffen. Zum Beispiel in der nördlichen Hemisphäre, die den größten Teil der weltweiten Vegetation enthält, führt das Pflanzenwachstum im Sommer zu merklich niedrigeren Kohlendioxidwerten in der Atmosphäre. Das Gegenteil gilt für Sauerstoff.
Die Veränderungen der atmosphärischen Zusammensetzung
Credit : NASANach Stephanie Olson ist die atmosphärische Saisonalität eine vielversprechende Biosignatur, weil sie auf der Erde biologisch moduliert ist und wahrscheinlich in anderen bewohnten Welten vorkommen wird. Leben basierend auf Saisonabhängigkeit einzuschätzen, würde kein detailliertes Verständnis der Biochemie von nichtterristisches Leben erfordern, da es als biologische Reaktion auf jahreszeitliche Veränderungen in der Umwelt und nicht als Folge einer spezifischen biologischen Aktivität, die für die Erde einzigartig sein könnte, entsteht. Extrem elliptische Umlaufbahnen anstelle von Achsenkippungen könnten auf extrasolaren Planeten oder Exoplaneten Saisonalität erzeugen und die Reichweite möglicher Ziele erweitern.
In der Arbeit identifizieren die Forscher die Chancen und Fallstricke, die mit der Charakterisierung der jahreszeitlichen Bildung und Zerstörung von Sauerstoff, Kohlendioxid, Methan und deren Detektion durch eine bildgebende Technik namens Spektroskopie verbunden sind. Sie modellierten auch Fluktuationen des Luftsauerstoffs auf einem Leben tragenden Planeten mit niedrigem Sauerstoffgehalt, wie er vor Milliarden von Jahren auf der Erde existierte. Sie fanden, dass Ozon (O
3 ), das in der Atmosphäre durch Reaktionen mit Sauerstoffgas (O
2 ) erzeugt wird, ein leichter messbarer Marker für die saisonale Variabilität von Sauerstoff als O
2 selbst auf sauerstoffarmen Planeten wäre.
Nach der Aussage von Edward Schwieterman, ein Postdoc-Stipendiat der NASA an der UCR, ist es wirklich wichtig, dass sie solche Szenarien jetzt genau modellieren, damit die Weltraum- und Bodenteleskope der Zukunft entworfen werden können, um die vielversprechendsten Biosignaturen zu identifizieren. Im Fall von Ozon müssten Teleskope Ultraviolett-Fähigkeiten enthalten, um es leicht zu erkennen.
Edward Schwieterman sagte, die Herausforderung bei der Suche nach Leben sei die Mehrdeutigkeit von Daten, die von so weit entfernt gesammelt werden. Falsche Positive, nicht biologische Prozesse, die sich als Leben maskieren und falsche negative Signale von Leben auf einem Planeten, der wenige oder keine Biosignaturen produziert, sind beide wichtige Anliegen. Sowohl Sauerstoff als auch Methan sind vielversprechende Biosignaturen, aber es gibt Möglichkeiten, wie sie ohne Leben hergestellt werden können.
Olson sagte, die Beobachtung saisonaler Veränderungen in Sauerstoff oder Methan wäre informativer.
Eine potentiell starke Möglichkeit, Exoplaneten für die Besiedlung zu bewerten, wäre es, ihre Atmosphären überall auf ihren Umlaufbahnen zu beobachten, um zu sehen, ob die Forscher Veränderungen dieser Biosignaturgase im Laufe eines Jahres erkennen können. Unter bestimmten Umständen wären solche Veränderungen ohne Leben schwer zu erklären und könnte die Forscher sogar dazu befähigen, das Leben auf einem Exoplaneten eher zu charakterisieren und nicht nur einfach zu erkennen.
Timothy Lyons ,
Professor für Biogeochemie an der UCR-Abteilung für Geowissenschaften und Direktor des Alternative Earths Astrobiology Center, sagte, dass diese Arbeit den grundlegenden Ansatz zur Suche nach Leben auf sehr entfernten Planeten voranbringt. Besonders die Aussicht, Sauerstofffluktuationen auf den niedrigen Niveaus zu charakterisieren, würde bei der Forschung sehr helfen. Dies wäre auf einer frühen Version der Erde zu erwarten gewesen. Saisonale Schwankungen, wie sie durch Ozon aufgedeckt werden, wären am ehesten auf einem Planeten wie der Erde vor Milliarden von Jahren zu entdecken, als das meiste Leben noch mikroskopisch und ozeanisch war.
Quellen:
http://www.ucr.edu/https://ucrtoday.ucr.edu/53416http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aac171/metahttps://astrobiology.ucr.edu/Mit den besten Grüßen
Gertrud
