Biologie
Gibt es außerirdisches Leben im Universum?
Bewiesen ist es nicht: Bisher wurde keine einzige Biosignatur auf einem fremden Planeten zweifelsfrei bestätigt. Es gibt aber eine funktionierende Methode, danach zu suchen, und sie wird gerade angewendet.
Wie sucht man nach Leben, ohne hinzufliegen zu können?
Die nächsten Sterne mit eigenen Planeten sind so weit entfernt, dass eine Reise dorthin mit heutiger Technik viele tausend Jahre dauern würde. Direkt hinschauen und nachsehen ist also keine Option. Stattdessen nutzen Astronominnen und Astronomen einen Umweg über das Licht. Wenn ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht, fällt ein winziger Teil des Sternenlichts durch seine Atmosphäre, bevor es zur Erde weiterreist. Dabei schluckt jedes Gas ganz bestimmte Wellenlängen des Lichts. Zerlegt man dieses Licht mit einem Spektrografen in seine Farbanteile, entstehen dunkle Linien an genau den Stellen, an denen ein Gas Licht absorbiert hat. Sauerstoff, Methan, Wasserdampf oder Kohlendioxid hinterlassen dabei jeweils ein eigenes, unverwechselbares Linienmuster. So lässt sich aus der Ferne bestimmen, woraus eine Atmosphäre besteht, ganz ohne jemals selbst dort gewesen zu sein.
Was genau macht eine Biosignatur verdächtig?
Ein einzelnes Gas allein sagt wenig aus, denn viele Gase entstehen auch ohne Leben, etwa durch Vulkanismus oder chemische Reaktionen im Gestein. Interessant wird es erst bei einer Kombination, die sich chemisch eigentlich selbst zerstören müsste. Sauerstoff und Methan reagieren miteinander und würden sich gegenseitig innerhalb vergleichsweise kurzer Zeit aufbrauchen. Findet man beide trotzdem dauerhaft nebeneinander, muss etwas sie ständig nachliefern. Auf der Erde erledigen das Lebewesen: Pflanzen und Mikroorganismen produzieren Sauerstoff, andere Mikroorganismen erzeugen Methan. Ein solches Ungleichgewicht, das sich nicht von selbst erklärt, gilt deshalb als mögliches Signal für biologische Aktivität. Wichtig ist der Zusatz möglich: Eine Biosignatur ist ein Hinweis, kein Beweis für Leben.
Warum ist der Beweis trotzdem so schwer?
Das Problem ist, dass sich fast jede verdächtige Spur bislang auch anders erklären ließ. Bestimmte Schwefel- oder Kohlenstoffverbindungen etwa, die auf der Erde vor allem von Lebewesen stammen, können auf anderen Planeten auch rein geologisch oder durch Reaktionen in der Atmosphäre entstehen, etwa unter besonderer Strahlung oder bei ungewöhnlicher chemischer Zusammensetzung. Genau das ist bei einigen vielversprechenden Funden der letzten Jahre passiert: Ein zunächst als möglicher Hinweis auf Leben gedeuteter Stoff in der Atmosphäre eines fernen Planeten wurde bei genauerer Prüfung wieder infrage gestellt, weil sich Messdaten und Modelle nicht eindeutig genug unterscheiden ließen. Solche Fälle zeigen, wie hoch die Beweislast in der Astronomie liegt: Eine einzelne Messung reicht nicht, es braucht wiederholte, von unabhängigen Teams bestätigte Beobachtungen, bevor von einem echten Fund die Rede sein darf.
Wie schätzt man ab, ob es überhaupt wahrscheinlich ist?
Neben der direkten Suche gibt es auch den Versuch, die Wahrscheinlichkeit von Leben rein rechnerisch abzuschätzen. Bekannt dafür ist die sogenannte Drake-Gleichung. Sie multipliziert mehrere Faktoren miteinander, etwa wie viele Sterne es gibt, wie viele davon Planeten haben, wie viele dieser Planeten in einer lebensfreundlichen Zone liegen, und wie oft sich daraus tatsächlich Leben entwickelt. Das Ergebnis ist keine Tatsache, sondern nur so gut wie die Annahmen, die man einsetzt, denn die meisten dieser Zahlen sind schlicht nicht bekannt. Die Gleichung ist deshalb kein Nachweis für Aliens, sondern eher ein Werkzeug, um zu strukturieren, was man eigentlich wissen müsste, um die Frage seriös zu beantworten.
Was macht das James-Webb-Teleskop konkret anders?
Frühere Teleskope konnten Atmosphären nur bei wenigen, meist sehr großen und heißen Planeten überhaupt in ausreichender Detailschärfe untersuchen. Das James-Webb-Weltraumteleskop sammelt deutlich mehr Licht und deckt einen größeren Bereich des Infrarotspektrums ab, wodurch feinere Gasspuren auch bei kleineren, erdähnlicheren Planeten sichtbar werden. Ein aktuell viel diskutiertes Ziel ist der Planet K2-18b, der in der lebensfreundlichen Zone seines Sterns liegt. An ihm wird die beschriebene Methode direkt angewendet: Licht einfangen, in Wellenlängen zerlegen, Gasmuster vergleichen. Die Beobachtungen laufen, ein zweifelsfreies Ergebnis steht bislang aber aus.
Häufige Fragen
Warum schickt man nicht einfach eine Sonde hin?
Die untersuchten Planeten sind mehrere Dutzend bis hunderte Lichtjahre entfernt. Mit heutiger Raumfahrttechnik wäre eine Sonde tausende Jahre unterwegs, deshalb bleibt die Lichtanalyse aus der Ferne die einzig praktikable Methode.
Gab es schon einmal einen vermeintlichen Fund, der sich als falsch herausstellte?
Ja, mehrfach. Verdächtige Gasspuren an fernen Planeten wurden zunächst als möglicher Hinweis auf Leben gedeutet und ließen sich bei genauerer Prüfung auch chemisch oder geologisch ohne Leben erklären.
Was wäre ein wirklich überzeugender Beweis für Leben?
Eine Biosignatur, die sich über mehrere unabhängige Beobachtungen bestätigt und für die es keine plausible nicht-biologische Erklärung gibt. Bisher hat kein Fund diese Hürde genommen.
