Sternengeschichten   /     Sternengeschichten Folge 570: Auf der Suche nach au√üerirdischen B√§umen

Description

Es ist erstaunlich, was die Astronomie alles entdeckten kann. B√§ume zum Beispiel, die auf den Planeten anderer Sterne wachsen. Sofern es sie gibt, nat√ľrlich. Wie wir sie dann finden, erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterst√ľtzen m√∂chte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)

Subtitle
Ein extrasolarer Waldspaziergang
Duration
589
Publishing date
2023-10-27 05:00
Link
https://sternengeschichten.podigee.io/570-sternengeschichten-folge-570-auf-der-suche-nach-ausserirdischen-baumen
Contributors
  Florian Freistetter
author  
Enclosures
https://audio.podigee-cdn.net/1248953-m-c0231862a147df0aa557f96734e4631c.mp3?source=feed-scienceblogs
audio/mpeg

Shownotes

Ein extrasolarer Waldspaziergang

Sternengeschichten Folge 570: Auf der Suche nach außerirdischen Bäumen

Heute geht es um au√üerirdische B√§ume. Und ja, wir werden √ľber Wissenschaft reden und nicht √ľber Science Fiction. Es geht tats√§chlich um B√§ume, die auf anderen Planeten wachsen. Nicht das wir so etwas schon entdeckt h√§tten. Aber theoretisch w√§ren wir vielleicht in der Lage, genau das zu tun.

Das klingt auf den ersten Blick absurd. Es ist ja schon schwer genug, √ľberhaupt Planeten zu finden, die andere Sterne umkreisen. Wie um Himmels Willen sollen wir da jetzt herausfinden, ob auf diesen Planeten B√§ume wachsen oder nicht?

Ja, es ist schwierig, die Planeten anderer Sterne zu entdecken. Das ist das erste Mal 1995 gelungen und in den ersten 30 Jahren danach haben wir ein paar tausend weitere gefunden. Die allermeisten davon haben wir nur indirekt nachgewiesen, aber nicht direkt gesehen. Soll heißen: Wir haben die Auswirkungen der Planeten auf ihre Sterne beobachtet, weil die Planeten mit ihrer Gravitationskraft den Stern zum Wackeln bringen oder einen Teil seines Lichts verdecken. Nur in einer Handvoll Fällen haben wir den Planet tatsächlich gesehen. Und "gesehen" heißt hier, dass wir das Licht, das der Planet von seinem Stern reflektiert, im Teleskop auffangen konnten. Wir haben einen kleinen Lichtpunkt gesehen; keine aufgelöste Planetenscheibe und schon gar kein Bild, das detailliert genug wäre, um so etwas wie Bäume zu sehen.

Das wird auch in Zukunft nicht möglich sein, solange wir nicht den interstellaren Raum durchqueren und dorthin fliegen. Aber in Zukunft werden mit besseren Teleskopen immer mehr Planeten direkt beobachtet werden können; wir werden also immer öfter in der Lage sein, Licht zu messen, dass die Planeten anderer Sterne zu uns reflektieren.

In Folge 464 der Sternengeschichten habe ich √ľber die "Biosignaturen" gesprochen. Damit sind Signale gemeint, die darauf hinweisen, dass auf einem Planeten Leben existiert. Und mit "Leben" ist vor allem einfaches Leben gemeint. Mikroorganismen; Algen, und andere Einzeller. Die Art von Leben, die auch Milliarden Jahre lang die dominante Form des Lebens auf der Erde war, bevor sich das mehrzellige Leben entwickelt hat. Aber auch das einfache Leben hat einen Stoffwechsel. Und produziert dabei zum Beispiel Gase wie Methan oder Sauerstoff, die sich in der Atmosph√§re anreichern k√∂nnen. Das Licht, das von einem Planeten reflektiert wird, bewegt sich durch diese Atmosph√§re hindurch und wird dabei ein wenig ver√§ndert. Ein Teil des Lichts wird blockiert, je nachdem welche Gase sich in der Atmosph√§re befinden. Mit entsprechenden Messinstrumenten k√∂nnen wir das messen; genau so stellen wir ja auch schon seit l√§ngere Zeit fest, woraus Sterne bestehen oder erforschen die Planeten des Sonnensystems. Licht, das von den Planeten anderer Sterne zu uns kommt, k√∂nnte genau solche Biosignaturen enthalten und wir k√∂nnten sie finden.

So eine Biosignatur w√ľrde uns aber nicht unbedingt sagen, mit welcher Art von Leben wir es zu tun haben. Nehmen wir zum Beispiel die "red edge", die "rote Kante". Pflanzen auf der Erde betreiben Fotosynthese; sie nutzen Sonnenlicht als Energiequelle. Sie nutzen aber nur einen Teil davon; den gr√ľnen Anteil des Lichts und auch den Infrarotanteil reflektieren sie. Wenn wir das von der Erde reflektierte Sonnenlicht vom All aus betrachten - was wir mit Raumsonden schon getan haben - dann sehen wir, dass ein Teil davon quasi fehlt, n√§mlich der Teil, der von den Pflanzen absorbiert wird. Der Rest wird reflektiert und wenn wir die jeweilige Menge auftragen, sehen wir eine starken Sprung zwischen roten und infraroten Anteil des Lichts. Das nennt sich die "rote Kante" und ist Zeichen daf√ľr, dass auf der Erde Leben existiert, das Fotosynthese betreibt.

W√ľrden wir anderswo bei einem anderen Planeten auch so eine rote Kante beobachten, w√§re das ein ziemlich guter Hinweis, dass diese Art von Leben auch dort existiert. Wir k√∂nnten daraus aber nicht ablesen, ob es sich um einzelliges oder mehrzelliges Leben handelt. Mikroorganismen wie die einzelligen Algen in den Ozeanen der Erde betreiben genau so Fotosynthese wie riesige Mammutb√§ume. Und es w√§re eigentlich recht cool zu wissen, ob Leben das anderswo existiert ist, einzellig ist oder nicht. Auf der Erde hat es, wie gesagt, enorm lange gedauert, bis sich komplexe, mehrzellige Lebewesen entwickelt haben. Milliarden Jahre lang gab es nur Mikroorganismen und erst vor vergleichsweise kurzer Zeit haben sich die komplexeren Lebewesen entwickelt, die gro√üen Pflanzen, die B√§ume, die Tiere, und so weiter. Warum hat das so lange gedauert? War das nur ein Zufall? Wie wahrscheinlich ist es, dass sich komplexes Leben entwickelt? Auf all diese Fragen haben wir keine Antwort und es w√§re enorm hilfreich, wenn wir Informationen √ľber das Leben auf anderen Planeten kriegen k√∂nnten.

Deswegen haben sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler tats√§chlich Gedanken √ľber den Nachweis von mehrzelligen Lebewesen auf anderen Planeten gemacht und daf√ľr die B√§ume ausgesucht. Einerseits, weil die Struktur in der B√§ume wachsen etwas sehr grundlegendes zu sein scheint; etwas, was pflanzliches Leben quasi von selbst tut, wenn es komplexer wird. Und andererseits, weil damit die Methode funktioniert, die sie sich ausgedacht haben.

Stellen wir uns einen Wald vor. Je nachdem, wie wir den betrachten, wird er uns unterschiedlich hell erscheinen. Es kann sein, dass wir die Sonne genau im R√ľcken haben. Die Schatten, die die B√§ume dann werfen, zeigen von uns weg. Haben wir die Sonne jedoch genau gegen√ľber, dann fallen die Schatten in unsere Beobachtungsrichtung. Oder anders gesagt: Die Menge an Sonnenlicht, die ein Wald in unsere Richtung reflektiert, h√§ngt davon ab, wie die Sonne gerade am Himmel steht. Das kann man auf Satellitenbilder der Erde gut beobachtet; je nach relativer Stellung von Erde, Sonne und Satellit sind die W√§lder mal heller und mal dunkler.

Bei den Planeten anderer Sterne sehen wir aber nicht nur keine B√§ume, wir sehen auch keine W√§lder. Nicht mal Kontinente und Ozeane. Wir sehen gar nichts, aus einem Lichtpunkt. Aber das w√ľrde schon reichen. Nehmen wir an, wir haben ein Weltraumteleskop, das fast genau in Richtung der Ebene blickt, in der der Planet seinen Stern umkreist. Dann k√∂nnen wir die Menge an Licht messen, die der Planet reflektiert, wenn der Stern von uns aus gesehen vor dem Teleskop ist und mit der Lichtmenge vergleichen, die reflektiert wird, wenn der Planeten an einem anderen Punkt seiner Umlaufbahn ist. So wie bei meinem Beispiel der Waldbeobachtung vorhin wird sich auch die Lichtmenge ver√§ndern, weil die B√§ume mal mehr und mal weniger Licht in unsere Richtung reflektieren.

Nat√ľrlich √§ndert sich die Lichtmenge die ein Planet in unsere Richtung reflektiert auch ganz einfach dadurch, dass er sich um seinen Stern bewegt. Aber wenn auf dem Planeten W√§lder stehen, g√§be des eine zus√§tzliche Ver√§nderung in der Lichtmenge, die, wie die Berechnungen zeigen, durchaus gro√ü genug sein k√∂nnte, um sie zu messen.

Wenn das Leben auf dem anderen Planeten nur aus Einzellern besteht, die gleichm√§√üig √ľber die Meere und Kontinente verteilt sind, w√ľrden wir diese zus√§tzliche Ver√§nderung nicht beobachten; besteht das Leben aber aus B√§umen und W√§ldern, w√ľrden wir es merken.

Nun ja, zumindest theoretisch. Es gibt nat√ľrlich schon noch ein paar Probleme. Zum Beispiel die Wolken. Ein lebensfreundlicher Planet, mit Kontinenten und Meeren und W√§ldern auf dem es keine Wolken gibt, ist schwer vorstellbar. Und Wolken haben einen sehr viel gr√∂√üeren Einfluss auf die Menge an reflektierten Licht als B√§ume. Aber, und das ist die gute Nachricht, Wolken und B√§umen reflektieren Licht unterschiedlich und vor allem erh√∂ht sich die Menge an reflektierten Licht unterschiedlich schnell, je nachdem ob Wolken oder B√§ume beteiligt sind. Mit ausreichend langen Beobachtungsreihen und jeder Menge Datenanalyse kann man also rausfinden, ob man es mit Wolken zu tun hat oder ob zwischendurch mal Phasen waren, in denen keine Wolken am au√üerirdischen Himmel standen und das Licht des Sterns von B√§umen reflektiert wurde.

Es gibt noch weitere Komplikationen; Gebirge, etc und andere Strukturen, die Einfluss auf das reflektierte Licht haben. Aber rein prinzipiell kann man festhalten: Es werden nicht die F√§higkeiten der Astronomie sein, die uns daran hindern, au√üerirdische B√§ume zu entdecken. Wenn sie da drau√üen irgendwo in gro√üer Menge wachsen, haben wir eine Chance, sie irgendwann auch zu finden. Das eigentliche Problem ist das "wenn" aus meinem vorigen Satz. Auf der Erde wachsen jede Menge B√§ume. Aber wir haben keine Ahnung, ob es erstens √ľberhaupt irgendwo au√üerirdisches Leben gibt und ob es zweitens, sollte es existieren, so etwas √§hnliches wie B√§ume bildet die ann√§hernd so funktionieren wie wir es von der Erde kennen. Aber was sollen wir sonst tun? Leben, das "irgendwie" anders ist, k√∂nnen wir nicht erforschen, weil wir ja nicht wissen, was dieses "irgendwie" sein soll. Wir m√ľssen zwangsl√§ufig mit dem arbeiten, was wir verstehen. Trotzdem ist es gut zu wissen, dass wir zumindest vorbereitet sind. Wenn es tats√§chlich au√üerirdische B√§ume gibt, werden wir sie nicht √ľbersehen.