Robert Klatt
In der Gashülle des Exoplaneten K2-18b wurden zwei potenzielle Biosignaturen entdeckt. Die beiden Moleküle sind der bisher stärkste Hinweis für die Existenz von Außerirdischen. Diese könnten womöglich im Ozean der 124 Lichtjahre entfernten Wasserwelt leben.
Cambridge (England). Der Exoplanet K2-18b ist eine potenziell lebensfreundliche Wasserwelt, die ihren Stern in der habitablen Zone umkreist. In der Astronomie wird der rund 124 Lichtjahre entfernte Exoplanet bereits sehr mehrere Jahre zu den Exoplaneten mit der höchsten Chance auf Außerirdische gezählt, weil er einen großen Ozean und eine dichte, wasserstoffhaltige Atmosphäre besitzt.
Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat in der Gashülle des Exoplaneten, der rund zweieinhalbmal so groß wie die Erde ist, zudem bereits CO₂ und Methan entdeckt. 2023 hat das JWST zudem Signaturen des Moleküls Dimethylsulfid (DMS) auf dem Exoplaneten entdeckt. Es handelt sich dabei um ein schwefelhaltiges Molekül, das in der Wissenschaft als potenzielle Biosignatur für Leben angesehen wird, weil es bisher keine bekannten abiotischen Bildungswege für das Molekül gibt. DMS und das ähnliche Molekül Dimethyldisulfid (DMDS) werden also nur von lebenden Organismen gebildet.
Die 2023 entdeckte Spektralsignatur von Dimethylsulfid beim Exoplaneten K2-18b war jedoch sehr schwach und es konnte statistisch nicht zweifelsfrei belegt werden, ob das Molekül tatsächlich auf dem Exoplaneten vorkommt.
„Aber schon dieser erste Hinweis war spannend genug, um den Exoplaneten erneut mit dem James-Webb-Teleskop zu untersuchen – diesmal mit einem anderen Instrument.“
Forscher der University of Cambridge haben mit dem MIRI-Spektrometer des JWST deshalb erneut den Exoplaneten untersucht. Das MIRI-Spektrometer arbeitet im Wellenlängenbereich zwischen sechs und zwölf Mikrometern und kann Dimethylsulfid deshalb deutlich besser nachweisen als das 2023 verwendete Nahinfrarot-Spektrometer.
Laut der Publikation im Fachmagazin The Astrophysical Journal Letters zeigen die neuen Daten des MIRI-Spektrometers auffällige Peaks in den Wellenlängen von 6,8 bis 8 und 9 bis 11 Mikrometern. Ein Abgleich mit 20 potenziellen Biosignaturen ergab, dass die Signaturen von DMS und DMDS stammen.
„Unsere Daten belegen die eindeutige Präsenz für nur zwei Moleküle: DMS und DMDS.“
Die Chance, dass es sich dabei um einen Messfehler oder bloße Zufälle handelt, ist mit 0,3 Prozent sehr gering.
„Das Signal war stark und klar. Damit haben wir jetzt einen unabhängigen Beweis, mit einem anderen Messinstrument als zuvor und in einem anderen Wellenbereich des Lichts.“
Wie die Forscher erklären, sind die Biosignaturen ein starker Hinweis auf außerirdisches Leben auf dem Exoplaneten K2-18b. Sie gehen angesichts der starken Intensität der Spektralsignatur davon aus, dass die Gashülle des Planeten eine hohe Konzentration der Moleküle enthält. Diese ist rund tausendfach höher als in der Atmosphäre der Erde.
„Unsere Resultate liefern neue, unabhängige Belege für eine mögliche Biosphäre auf K2-18b.“
Angesichts der starken Intensität der Spektralsignatur gehen die Forscher davon aus, dass die Gashülle des Planeten eine hohe Konzentration der Moleküle enthält. Diese ist laut den Messungen rund tausendfach höher als in der Atmosphäre der Erde.
„Diese Mengen deuten auf eine sehr starke biologische Aktivität auf dem Planeten hin. Das entspricht dem, was für solche Welten vorgesagt wurde – und genau das haben wir jetzt auch beobachtet. Angesichts dessen, was wir bisher über diesen Planeten wissen, könnte der Ozean dieser Wasserwelt vor Leben nur so wimmeln.“
Um tatsächlich die Existenz von Außerirdischen zu erbringen, sind laut den Forschern aber noch weitere Schritte erforderlich.
„Es ist wichtig, dass wir unseren eigenen Ergebnissen gegenüber zutiefst skeptisch sind. Nur durch wiederholtes Überprüfen können wir an den Punkt kommen, an dem wir uns sicher sind. So funktioniert Wissenschaft.“
Der Nachweis der beiden Moleküle gelang den Forschern mit einer Signifikanz von drei Sigma. Offiziell anerkennt werden Entdeckungen dieses Typs aber erst bei einer Signifikanz von fünf Sigma, bei der die Wahrscheinlichkeit eines Zufalls bei nur 0,00006 Prozent liegt. Diese Signifikanz könnte jedoch durch weitere Beobachtungen mit dem JWST zeitnah erzielt werden.
Außerdem sind noch weitere Experimente nötig, um zu untersuchen, ob es nicht doch abiotische Bildungswege für die Moleküle gibt. Die Astronomen konnten bisher noch keine Reaktion finden, bei der die potenziellen Biosignaturen ohne lebende Organismen gebildet werden. Es kann aber nicht ausgeschlossen werden, dass es solche Reaktionen gibt.
„Jahrzehnte in der Zukunft werden wir vielleicht zu diesem Zeitpunkt zurückschauen und sehen, dass dieser Moment entscheidend war. Dies könnte der Wendepunkt sein, an dem die fundamentale Frage, ob wir allein im Universum sind, plötzlich beantwortet werden kann.“
The Astrophysical Journal Letters, doi: 10.3847/2041-8213/adc1c8
