So soll nach Leben auf den Planeten um TRAPPIST-1 gesucht werden

Künstlerische Darstellung anhand tatsächlicher Größenverhältnisse.
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Washington (USA) – Die Entdeckung von sieben erdartigen Planeten um den nur 40 Lichtjahre entfernten Zwergstern TRAPPIST-1 , von denen drei den Stern direkt innerhalb dessen lebensfreundlicher Zone umkreisen und von denen mindestens auch weitere drei flüssiges Wasser beherbergen könnten, hat neue Visionen der Suche nach außerirdischem Leben in unserer kosmischen Nachbarschaft beflügelt. Hier lesen Sie, wie diese Suche schon bald beginnen und ausssehen soll.

Da eine direkte Forschungsmission in das TRAPPIST-1-System derzeit noch Zukunftsmusik ist, sind die irdischen Wissenschaftler bis auf Weiteres auf die Beobachtung und Analyse der Planeten aus der Ferne angewiesen. An erster Stelle dieser Suche steht deshalb die Suche nach detektierbaren Biomarkern und Signaturen für Leben auf den Planeten, wie etwa Sauerstoff und Methan in eventuell vorhandenen Atmosphären.

Während zwar schon jetzt das Hubble-Weltraumteleskop auf das System angesetzt wird, sind dessen Fähigkeiten der Analyse vorhandener Atmosphären um TRAPPIST-1 bescheiden.

Hintergrund
Wasser auf den sieben TRAPPIST-1-Planeten?

Trappist-1 b
Mit einer Schwarzkörpertemperatur von etwa 400 K (127 °C) ist der sonnennächste Planet zu heiß für flüssiges Wasser.

Trappist-1 c
Seine Dichte ist höher als die der Erde, was auf einen großen Eisenkern hindeutet. Auf seiner sonnenabgewandten Seite kann flüssiges Wasser vorkommen.


Diese künstlerische Darstellung zeigt TRAPPIST-1 und seine Planeten, die sich auf einer Oberfläche spiegeln. Die Möglichkeit für Wasser auf jeder dieser Welten ist durch Frost, Wassertropfen und Wasserdampf dargestellt (Illu.). Das Bild erschien am 22. Februar 2017 auf der Titelseite der Fachzeitschrift Nature.

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Trappist-1 d
Der Planet gehört neben Trappist-1 h zu den beiden kleinsten bisher bekannten Planeten des Systems und liegt knapp sonnenseitig der sonnennahen Grenze der habitablen Zone. Seine sonnenabgewandte Seite könnte möglicherweise dennoch Leben beherbergen.

Trappist-1 e
Der Planet liegt in der habitablen Zone. Auffällig ist die geringe Masse bei etwa erdähnlichem Radius, was auf eine im Vergleich zur Erde geringe Dichte und somit auch auf einen möglichen hohen Wassergehalt des Planeten deutet. Der Planet ist wahrscheinlich gänzlich von einem Ozean bedeckt. Die geringe Dichte kann aber auch auf das Fehlen eines Eisenkerns in seinem Inneren hindeuten.

Trappist-1 f
Der Planet liegt innerhalb der habitablen Zone. Genau wie Trappist-1 e hat er eine geringe Dichte und ist wahrscheinlich eine Ozeanwelt, deren sonnenabgewandte Seite von einer Eiskruste überzogen ist.

Trappist-1 g
Der Planet liegt am äußeren Rand der habitablen Zone, aber auf seiner sonnenzugewandten Seite dürften unter Annahme einer erdähnlichen Atmosphäre lebensfreundliche Temperaturen herrschen. Bei gut erdgroßem Radius verfügt er über eine relativ große Masse, welche allerdings mit einem großen Unsicherheitsfaktor belegt ist.

Trappist-1 h
Über den von der Sonne am weitesten entfernten Planeten ist wenig bekannt. Er ist wahrscheinlich zu kalt für flüssiges Wasser.

Doch mit dem „James Webb Space Telescope“ (JWST) steht sozusagen der Hubble-Nachfolger, dessen Start schon für 2018 vorgesehen ist, und drei erdgestützten neuen Großteleskopen – dem European Extremely Large Telescope (E-ELT), dem Giant Magellan Telescope (GMT) und dem Thirty Meter Telescope (TMT), die alle Mitte der 2020er Jahre ihre Arbeit aufnehmen sollen, werden spektografische Analysen ferner Atmosphären und deren Zusammensetzung möglich sein.

Wie „Space.com“ unter Berufung auf Nikole Lewis vom Space Telescope Science Institute in Baltimore berichtet, soll das TRAPPIST-1-System tatsächlich zu den ersten Zielen des JWST gehören. Damit könnten schon in zu Beginn der 2020er erste Informationen über die TRAPPIST-1-Planeten vorliegen.

Während die Planeten aufgrund ihrer großen Nähe zu ihrem Stern selbst von den kommenden Großteleskopen nur schwer direkt abgebildet werden können, wird es allerdings möglich sein, die Zusammensetzung potentiell vorhandener Atmosphären nach Biosignaturen, also chemischen Molekülen, die das Ergebnis biologischer Prozesse sein könnten (so vorhanden) zu orten.

Während Biomarker, wie etwa Sauerstoff oder Methan, einzeln nachgewiesen, noch keine eindeutigen Belege für biologischen Aktivitäten wären, da sie auch auf nicht-biologische Weise entstehen können, erläuterte schon 2014 Shawn Domagal-Goldman vom Goddard Space Flight Center der NASA auf einer Expertendiskussion, dass der gemeinsame Nachweis von Sauerstoff und Methan ein ziemlich deutlicher Hinweis auf Leben wäre: „Sauerstoff und Methan zerstören sich gegenseitig. Wenn sie also gemeinsam in einer Atmosphäre nachgewiesen werden können, muss es etwas geben, was beispielsweise das Methan immer wieder in die Atmosphäre eingibt. Die wahrscheinlichste Erklärung für eine solche Situation wäre dann tatsächlich Leben.“

 

Dennoch gibt der Entdecker der sieben Planeten, Michael Gillion von der Université de Liege zu bedenken, dass selbst der Nachweis mehrerer Biomarker noch kein 100-prozentiger Nachweis für Leben wäre. „Hierzu bräuchte es entweder ein intelligentes Signal aus dem System oder die Daten einer direkten Sondenmission zu den TRAPPIST-1-Planeten.

Während bisherige Antriebssysteme das 40 Lichtjahre entfernte System nicht in absehbarer Zeit erreichen können, wäre es den laserbetriebenen Lichtseglern des angedachten Breakthrough-Starshot-Projekts , dessen Kleinstsonden bis zu 20 Prozent der Lichtgeschwindigkeit erreichen könnten, möglich, das System in rund 200 Jahren nach dem Star zu erreichen. …

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