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NASA will Aliens bald aufspüren

Laut den heutigen Aussagen von NASA-Wissenschaftlern [1] stehen wir kurz davor "außerirdisches Leben" zu entdecken.

Innerhalb der nächsten 10 Jahre erwarten die Forscher deutliche Hinweise auf und innerhalb der nächsten 20-30 Jahre definitive Beweise für die Existenz von Leben außerhalb der Erde.

Diese Aussage machte die Chefwissenschaftlerin der NASA, Ellen Stofan * [1], am 7. April während einer Diskussion über die Pläne zur Erforschung bewohnbarer Planeten und dem Auffinden extraterrestrischen Lebens.

Laut Stofan wisse man, wo und wie man suchen müsse. In den meisten Fällen verfüge man bereits über die dafür notwendige Technologie und werde diese implementieren. Man sei "auf dem Weg".

Stofans Aussage erhielt Unterstützung von dem ehemaligen Astronauten und jetzigen NASA-Mitarbeiter John Grunsfeld [1], der diesen Optimismus teilt. Grundsfeld sagte voraus, dass man die besagten Lebenszeichen bereits relativ bald - innerhalb der nächsten Generation - sowohl in unserem eigenen Sonnensystem als auch außerhalb finden werde, sei es auf einem der Eismonde [1], dem Planeten Mars [1] oder auf einem nahen extraterrestrischen Planeten [1] (Abb. 1).

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Abb. 1 Schematische Darstellung möglicher bewohnbarer im Planetensystem.
Beispiele hierfür sind der Mars, die Monde Ganymed (Jupiter), Titan (Saturn),
Europa (Jupiter) und Enceladus (Saturn).   © NASA/JPL/CalTech/SSCI

 

Grundlage und Beispiele
Grundlage für diesen Optimismus seien aktuelle Entdeckungen, die darauf hinwiesen, dass sowohl das Sonnensystem als auch Bereiche der Milchstraße Umgebungen enthielten, die Leben - wie wir es kennen - unterstützten.

Beispielsweise könnten Ozeane aus flüssigem Wasser unterhalb der Eiskruste der Jupitermonde Europa und Ganymed [1] existieren oder auch auf dem Saturnmond Enceladus [1] (Abb. 1). In Bezug auf unseren Nachbarplaneten Mars bezeugten bestimmte Oberflächenstrukturen, dass dort in der Vergangenheit salziges flüssiges Wasser vorhanden gewesen sei und Ozeane große Bereiche der Planetenoberfläche bedeckt hätten. Der NASA-Rover Curisosity [1] habe auf der Marsoberfläche kohlenstoffhaltige organische Moleküle und gebundenen Stickstoff, beides grundlegende Ingredienzien für die Entstehung von Leben auf der Erde, gefunden.

Das Kepler-Weltraumteleskop [1] der NASA habe Hinweise gefunden, dass nahezu jeder Stern Planeten beherberge und zahlreiche dieser Welten "bewohnt" seien. Tatsächlich habe das Kepler-Teleskop gezeigt, dass innerhalb der Milchstraße Gesteinsplaneten [1] wie die Erde und der Mars häufiger sein könnten als Gasriesen [1] wie die Planeten Saturn und Jupiter.

Die Milchstraße sei ein "feuchter Ort", so Paul Hertz [1], Leiter der Abteilung Astrophysik der NASA. Man beobachte Wasser in interstellaren Wolken [1] (zwischen den Sternen), aus denen Stern- und Planetensysteme entstehen. Außerdem enthielten die Überreste, aus denen sich Planetensysteme bildeten Wasser; ebenso beobachte man Kometen [1] und deren Verdampfung in extrasolaren Systemen.

Zukünftige Suche und neue Pläne
Allerdings sei die Suche nach Beweisen für die Existenz außerirdischen Lebens schwieriger als die nach bewohnbaren Bereichen innerhalb des Sonnensystems und der Milchstraße. Jedoch seien die Forscher stetig auf der Suche.

Beispielsweise werde der nächste Mars-Rover [1] der NASA im Jahr 2020 gestartet [2]. Der Rover soll nach Spuren vergangenen Lebens suchen und entsprechende Fundstücke für eine Analyse zurück zur Erde bringen.
Stofan betonte, dass es im Rahmen der Suche nach Leben auf dem roten Planeten erklärtes Ziel sei, innerhalb der nächsten 25 Jahre Astronauten auf den Mars zu bringen.
Als Feldgeologin sei es für Sie wichtig, Feldgeologen, Astrobiologen [1] und Chemiker auf den Mars zu bringen, um vor Ort nach Beweisen für Leben zu suchen, diese zu finden und zurück zur Erde zu bringen, so Stofan.

Die NASA plane eine weitere Mission zum Jupitermond Europa [2]. Diese
2,1 Milliarden Euro teure Mission soll im Jahr 2022 gestartet werden und herausfinden, ob der Eismond potentiell bewohnbar ist. Möglicherweise soll die Mission nach Anzeichen für die Existenz von außerirdischem Leben suchen, beispielsweise in der Nähe der Wasserdampfschwaden im Bereich des Südpols des Jupitermondes.

Das 8,8 Milliarden Euro teure James Webb-Weltraumteleskop (JWST) [1, 2] der NASA, dessen Start für das Jahr 2018 vorgesehen ist, soll im Bereich der Exoplanetenforschung die Atmosphären naher Supererden [1] auf Hinweise für Gase untersuchen, die von möglichen Lebensformen stammen.

Diese sog. Transit-Spektroskopie [1] nutzt das Sternenlicht, das durch die Atmosphäre von Supererden scheint, ist jedoch wahrscheinlich für potentiell bewohnbare Planeten von der Größe der Erde ungeeignet.
Die Suche nach Biosignaturen auf kleinen Gesteins-Exoplaneten - wie der Erde - erfordert im Gegensatz dazu die direkte Beobachtung mithilfe eines sog. Koronographen [1]. Ein Koronograph schaltet das Licht der betreffenden Zentralsterne sozusagen aus und macht die kleinen, lichtschwachen Gesteinsplaneten besser sichtbar bzw. beobachtbar. Diese Aufgabe soll von dem geplanten Wide-Field Infrared Survey Teleskope [1, 2] der NASA übernommen werden, das in rund 10 Jahren gestartet werden soll - sofern das Projekt "grünes Licht" erhält.

Wie realistisch ist die Aussage der NASA?
Geht es nach Berechnungen von Forschern der Universität von Texas [1] unter der Leitung von Louis Irvin [1], ist die Entwicklung komplexen Lebens auf anderen Welten zwar selten, aber in Bezug auf die gesamte Milchstraße sehr häufig [3].

Bisher wurden organische Moleküle in Sternentstehungsregionen [1], protoplanetaren Scheiben [1], Meteoriten [1], Kometen und anderen Gebieten der Milchstraße gefunden (Abb. 2). Dabei ist Wasser eines der häufigsten Moleküle im Universum.

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Abb. 2 Künstlerische Darstellung möglicher Orte für die Entstehung von Leben.  
© NASA

 

Die Suche nach anderen Planeten, auf denen Leben existiert, beinhaltet unter anderem Planeten, die geophysikalische Eigenschaften wie unsere Erde besitzen. Beispiele für derartige Planeten sind Gl581c, Gl581d, GJ667Cc, Kepler-62e, Kepler-62f, HD40307g und HD85512b. Für die Planeten Gl581d und HD85512b existieren bereits Modellrechnungen der Atmosphären.

Die Abschätzung der Wissenschaftler basiert auf dem sog. Biologischen Komplexitätsindex (Biological Complexity Index, BCI) [1], einer quantitativen Schätzung der relativen Häufigkeit für die Entwicklung komplexer makroorganischer extraterrestrischer Lebensformen. Planeten und Monde werden nach bestimmten Eigenschaften, die mit der gegenwärtig zugänglichen Technologie erfaßt werden können, eingeordnet.

Den höchsten BCI-Wert der Berechnungen erreicht der Planet Gliese581c, gefolgt von der Erde. Dann folgen HD85512b, HD20794d, Kepler-20d und Gliese581d, erst danach der Mars, 5 weitere Exoplaneten und schließlich der Jupitermond Europa.

Das Ergebnis der Berechnung zeigt, dass alleine in unserer Milchstraße rund 100 Millionen Planeten komplexes außerirdisches Leben beherbergen könnten. Und: die Milchstraße ist nur eine von rund 500 Milliarden Galaxien des gesamten Universums.

Weitere aktuelle Hinweise
Astronomen haben nun erstmals komplexe organische Moleküle in einer Gas- und Staubscheibe um einen jungen Stern, den Stern MWC480 ** [1] im Sternbild Stier (Taurus), entdeckt (Abb. 3). Die Moleküle befinden sich in einem Bereich, der etwa 4,5-15 Milliarden Kilometer vom Stern (s. Kuiper-Gürtel #) entfernt ist. Das entspricht rund 30-100 Mal der Entfernung der Erde von der Sonne. Jedoch wurden keine Anzeichen für die Existenz von Planeten gefunden.

Der Stern ist rund 455 Lichtjahre von der Erde entfernt. MWC480 besitzt etwa zwei Mal so viel Masse wie die Sonne und strahlt 12 Mal heller als unser Zentralgestirn. MWC480 ist rund eine Millionen Jahre alt (Vergleich: Alter der Sonne rund 4,5 Milliarden Jahre).

Besonders interessant ist, dass die organischen Materialien der Sternscheibe in relativ großen Mengen vorliegen, mehr als in unserem frühen Sonnensystem [4]. Diese Beobachtung ist ein weiterer Hinweis darauf, dass derartige Moleküle im gesamten Universum existieren können.

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Abb. 3 Künstlerische Darstellung der protoplanetaren Scheibe um den Stern MWC480.
Die Scheibe enthält komplexe organische Moleküle, grundlegende Bausteine
für die Entstehung von Leben. © B. Saxton/NRAO/AUI/NSF

 

Die Entdeckung dieser komplexen organischen Moleküle gelang mithilfe des ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) [1] in Chile.
ALMA entdeckte große Mengen Methylcyanid (CH3CN) [1], ein komplexes kohlenstoffbasiertes Molekül. Die gefundene Menge des Moleküls reicht aus, um sämtliche Ozeane der Erde zu füllen.
Im Jahr 2012 hatte man bereits mithilfe des 30m-IRAM-Teleskops [1] das Molekül Cyanoacethylen (HC3N) [1] in der Umgebung von MWC480 entdeckt [4].

Ebenso wurde dort das Molekül Cyanwasserstoff (Blausäure, HCN) [1] entdeckt - jedoch vorwiegend in den äußeren Bereichen der Sternscheibe. Diese Region entspricht möglicherweise dem sog. Kuiper-Gürtel # [1] unseres Planetensystems, der sich außerhalb der Neptun- bzw. Plutobahn [1] befindet. Die Region beherbergt in unserem Sonnensystem vorwiegend eisige Planetesimale [1] und Kometen.

Wissenschaftler vermuten, dass Kometen und Asteroiden aus den äußeren Bereichen des Sonnensystems eine wichtige Rolle in dessen früher Entwicklung spielten, die junge Erde unter anderem mit Wasser und organischen Molekülen versorgten und damit die Entwicklung von primordialem Leben ermöglichten.
Die im System MWC480 gefundenen komplexen Moleküle existieren in ähnlicher Konzentration in den Kometen unseres Planetensystems [5].

MWC480 entstand aus einer kalten, dunklen interstellaren Wolke [1], einem effizienten Ort für die Bildung von komplexen organischen Molekülen, insbesondere von Cyaniden [1]. Die Gruppe der Cyanide, insbesondere das Molekül Methylcyanid (CH3CN), enthält Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen, die für die Bildung von Aminosäuren [1], die Grundlage von Proteinen, von grundlegender Bedeutung sind.

Diese Moleküle sind im System MWC480 wesentlich häufiger als in interstellaren Wolken. Jedoch ist unklar, wie sich diese komplexen organischen Moleküle in derart großen Mengen bilden und in der energiereichen Umgebung eines neu gebildeten Sternsystems überleben, in der die energiereiche Strahlung die chemischen Verbindungen leicht aufzubrechen vermag.

Offensichtlich sind protoplanetare Scheiben sehr effiziente Orte, um in kurzer Zeit große Mengen komplexer organischer Moleküle zu bilden. Möglicherweise sind Kometen und andere eishaltige Körper sozusagen "Transporte" in das Innere von (jungen) Planetensystemen, um dort die Entwicklung von Leben zu fördern.

In Bezug auf unser Planetensystem wissen wir, dass die frühen Planeten einem kontinuierlichen Beschuss durch Kometen und Asteroiden ausgesetzt waren. Dieses Bombardement könnte die Erde mit Wasser und anderen für die Entstehung von Leben notwendigen Elementen versorgt haben.

Die Cyanide um den Stern MWC480 befinden sich in einem ähnlichen Bereich wie der Kuiper-Gürtel im Sonnensystem. Daher könnten Planeten, die dort innerhalb der Scheibe entstehen, ebenso mit Wasser und komplexen Molekülen bombardiert werden. Falls diese komplexen Moleküle die Oberfläche der Planeten erreichen, könnten sie für die Entwicklung von Leben von großer Bedeutung sein.

Das Kepler-Teleskop hat gezeigt, dass Planeten sehr häufig sind; daher könnte die Existenz von Leben in anderen Sternsystemen nichts Ungewöhnliches sein.

ALMA soll zukünftig auch andere junge Sterne auf die Existenz komplexer organischer Moleküle untersuchen, insbesondere die protoplanetaren Scheiben um Sterne mit unterschiedlichen Massen und Sterne in Sternhaufen.

 

Falls Sie Fragen und Anregungen zu diesem Thema haben, schreiben Sie uns unter kontakt@ig-hutzi-spechtler.eu

 

Ihre
IG Hutzi Spechtler – Yasmin A. Walter

 

Quellenangaben:

[1] Mehr Information über astronomische Begriffe
www.wikipedia.de

[2] Mehr Information über die NASA
www.nasa.gov
und Mission Mars-Rover 2020
http://mars.jpl.nasa.gov/mars2020/mission/rover/
und Mission Jupiter-Europa
http://www.jpl.nasa.gov/video/details.php?id=808

[3] Mehr Information über die Studie zum BCI
Irvin, L. N., et al., MDPI, Challenges 5(1), 159-174 (2014)

[4] Chapillon, E., et al., ApJ 756 (2012)

[5] Öberg, K. I., et al., Nature 520 (Apr 9, 2015)

 

 

Ellen Stofan ist seit Ende 2013 Chef-Wissenschaftlerin der NASA; sie arbeitete dort bereits von 1991-2000; zwischenzeitlich arbeitete sie als Consultant und war Honorarprofessor der Abteilung Earth Sciences an der University College London [1] in Großbritannien. Dabei konzentrierte sich ihre Forschung auf die Geologie der Planeten Venus, Mars, des Saturnmondes Titan und der Erde. Stofan war an den Missionen Mars Express [1] und Titan Mare Explorer [1] beteiligt.

** MWC = Mount Wilson Catalog [1]

# Kuiper-Gürtel - Entfernung von der Sonne rund 4,5-7,5 Milliarden Kilometer

 

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