Die Menschen sind immer besorgt, dass außerirdische Zivilisationen die Übertragungen unserer alten Radiosendungen und Fernsehsendungen erkennen und die Invasionsflotte einsenden. Die Realität ist jedoch, dass das Leben selbst seit 500 Millionen Jahren die Existenz des Lebens auf der Erde überträgt.
Schuld daran sind die Pflanzen.
Pflanzen füllen nicht nur die Atmosphäre mit Sauerstoff, sondern geben auch eine sehr spezifische Wellenlänge ab, die in der Infrarotstrahlung sichtbar ist. Dies ist die Art von Signal, nach dem andere Zivilisationen suchen könnten, wenn sie die Galaxie scannen.
Das ist es, wonach wir auch suchen werden.
Aber beschuldigen Sie nicht nur die Pflanzen. Andere Lebensformen haben ebenfalls Signale abgegeben, Signale, nach denen wir suchen können, wenn wir neue Exoplaneten entdecken und uns fragen, ob sie dort Leben haben.
Das Galileo-Raumschiff der NASA wurde am 18. Oktober 1989 gestartet. Seine Mission bestand natürlich darin, zum Jupiter zu fliegen und in die Umlaufbahn zu gelangen, um den Planeten und seine Monde jahrelang zu studieren.
Leider verfügte die NASA nicht über die Schwerlastrakete, mit der sie das Raumschiff direkt zum Jupiter schicken wollte. Stattdessen planten sie eine Reihe cleverer Vorbeiflugmanöver, die dem Raumschiff die Geschwindigkeit geben würden, die es benötigt, um zum Jupiter zu gelangen.
Zuerst flog es am 10. Februar 1990 an der Venus vorbei, dann am 8. Dezember an der Erde und genau zwei Jahre später wieder an der Erde.
Als Galileo die Erde passierte, wurden Fotos von Erde und Mond aufgenommen, die unseren Planeten von einem einzigartigen Standpunkt aus zeigten.
Carl Sagan betrachtete die Bilder und Daten, die von Galileo zurückkamen, und erklärte, dass das Raumschiff „Hinweise auf reichlich gasförmigen Sauerstoff, ein weit verbreitetes Oberflächenpigment mit einer scharfen Absorptionskante im roten Teil des sichtbaren Spektrums und atmosphärisches Methan in extremer Thermodynamik gefunden habe Ungleichgewicht ”
Mit anderen Worten, Galileo hatte das Leben auf der Erde entdeckt.
Als die OSIRIS-REx-Mission der NASA einen ähnlichen Vorbeiflug unternahm, führten die Forscher der Mission das Experiment erneut durch und stellten diesmal fest, dass die Erdatmosphäre Methan-, Sauerstoff- und Ozonwerte enthielt, die viel höher waren als erwartet eine tote Welt.
Wieder einmal entdeckten Astronomen, dass es Leben auf der Erde gibt.
Sie fanden auch heraus, dass der Kohlendioxidgehalt 2017 um 14% höher war und 12% mehr Methan, als Galileo 30 Jahre zuvor dieselben Beobachtungen gemacht hatte.
Können wir diese Technik verwenden, um Leben auf anderen Welten zu finden?
In einem kürzlich erschienenen Zeitschriftenartikel mit dem Titel „Erweiterung der Zeitleiste für die photosynthetische Biosignatur der roten Kante der Erde“ untersuchen die Forscher Jack T. O'Malley-James und Lisa Kaltenegger, wie die Erde in den letzten Milliarden von Jahren in verschiedenen Epochen ihrer Geschichte ausgesehen hätte . Und welche Art von Signalen sie abgeben würden, erkennbar an unseren Teleskopen.
Besuchen Sie fast jeden Ort auf der Erde und Sie werden überall Pflanzen sehen. Bäume, Dschungel, Gräser, sogar die Ozeane sind mit Pflanzen gefüllt.
Und in den letzten 500 Millionen Jahren war Chlorophyll überall und gab Pflanzen ihre grüne Farbe, weil sie bei 500 Nanometern viel Licht reflektieren.
Es gibt viele Dinge, die bei sichtbaren Wellenlängen grün aussehen können. Pflanzen reflektieren jedoch stark im Infrarotspektrum zwischen etwa 700 und 750 nm Wellenlänge. Wie eine Größenordnung reflektierender als jeder andere Teil des Spektrums.
Schauen Sie sich die Erde in dieser sehr spezifischen Wellenlänge an und sehen Sie, wie sie wegflammt. Das ist der rote Rand.
Laut diesem neuen Papier geben jedoch nicht nur Pflanzen ein offensichtliches Signal ab. Die Forscher modellierten das Leben auf der Erde in verschiedenen Epochen zeitlich rückwärts, um zu simulieren, wie unser Planet für entfernte Beobachter aussehen würde.
Vor dem Einsetzen der Pflanzen waren Flechten die erfolgreichsten Lebensformen, eine symbiotische Partnerschaft zwischen photosynthetischen Bakterien und Pilzen. Eine Flechtenlandschaft sieht salbeifarben bis mintgrün aus. Diese Flechtenbedeckung hätte auch eine photosynthetische Signatur mit rotem Rand erzeugt, die sich deutlich von einem von Pflanzen bedeckten Planeten unterschied.
Vor 500 Millionen Jahren bis vor 1,2 Milliarden Jahren hätte die Erde im Signal der Flechten gesendet.
Zuvor waren Cyanobakterien wie die Algen, die Teiche bedecken, dominant gewesen und hätten Teile des Planeten bedeckt. Und wieder einmal hätte dies auch ein eigenes rotes Kantensignal erzeugt.
Vor 1,2 bis 2 Milliarden Jahren sendete die Erde Cyanobakterien.
Was ist, wenn fremde Welten keine Pflanzen haben? Auch andere Lebensformen erzeugen einen roten Rand. Laut den Forschern reflektieren einige Arten von Korallen im Infrarotbereich noch stärker. Sie sind hier auf der Erde nicht weit verbreitet, aber vielleicht könnten sie eine fremde Welt dominieren.
Sogar einige Tiere, wie Seeschnecken, haben einen Anstieg der roten Kante um 35%. Stellen Sie sich einen Planeten mit Meeresschnecken vor.
Wir müssen jedoch vorsichtig sein, es gibt einige Mineralien, die ein falsches Positiv abgeben können. Zum Beispiel könnte ein völlig toter Planet mit freiliegenden Gesteinen, die Quecksilbersulfid enthalten, den roten Rand nachahmen.
Jetzt wissen wir also, dass Chlorophyll oder eine ähnliche Chemikalie ein klarer Hinweis auf das Leben auf einem extrasolaren Planeten sein könnte. Welche Teleskope sind in Arbeit, um sie tatsächlich zu beobachten? Wann können wir tatsächlich einen Planeten beobachten und wissen, ob dort fremde Pflanzen wachsen?
Unsere derzeitigen Methoden zur Erkennung von Planeten verwenden die Radialgeschwindigkeitsmethode, bei der die Wellenlänge des Lichts eines Sterns rot und blau verschoben ist, wenn seine Planeten ihn mit seiner Schwerkraft herumreißen.
Dies sagt uns die Masse der Planeten, zeigt uns aber nicht, woraus sie bestehen.
Die Transitmethode misst die Menge an Licht, die blockiert wird, wenn ein Planet direkt zwischen uns und einem Stern vorbeizieht. Durch Messen der Menge des verdunkelten Sternenlichts können Astronomen die Größe des Planeten abschätzen.
In den letzten Jahren haben Astronomen eine Technik entwickelt, um das vom Planeten selbst kommende Licht zu analysieren. Sie messen gemeinsam das chemische Spektrum des vom Stern und vom Planeten kommenden Lichts und trennen dann, was gerade vom Planeten kommt.
Mit dieser Technik haben Astronomen brutal heiße Planeten mit Eisen- und Gesteinswolken gefunden. Wie üblich beginnen Astronomen damit, extreme Welten zu entdecken, und verfeinern dann ihre Techniken, wenn sie bessere Werkzeuge erhalten.
Die produktivste Methode wird jedoch die direkte Bildgebungsmethode sein. Dabei verwendet ein erd- oder weltraumgestütztes Teleskop einen Koronographen, um das Licht des Sterns zu blockieren, sodass nur das Licht des Planeten beobachtet werden kann.
Mit dieser Technik könnte ein leistungsstarkes Teleskop das Licht nur aus der Atmosphäre eines Planeten analysieren. Wir haben eine ganze Episode über diese Technik gemacht, aber die ARIEL-Mission der ESA, die 2028 gestartet werden soll, wird eines der ersten Instrumente sein, die sich dem Scannen der Atmosphäre anderer Welten widmen.
Bodengestützte Superobservatorien wie das Magellan-Teleskop und das Europäische Extrem-Großteleskop können auch Exoplanetenatmosphären direkt vom Boden aus beobachten. Sie werden im nächsten halben Jahrzehnt online gehen, sodass das Warten nicht zu lange dauert.
Eine letzte Idee ist wirklich cool, wenn man eine Art reflektiertes Licht namens Planetenschein verwendet. Wenn sich der Mond in einem sehr dünnen Halbmond befindet, wird nur ein winziger Teil des Mondes von der Sonne beleuchtet. Der Rest wird durch reflektiertes Licht von der Erde beleuchtet. Wir nennen das Erdschein.
Indem Astronomen nur das reflektierte Licht auf dem Mond beobachten, können sie tatsächlich eine enorme Menge über die Erde lernen. Änderungen der Helligkeit könnten es Astronomen ermöglichen, die Kontinente auf der Erde zu kartieren und die Größe der Ozeane unseres Planeten zu bestimmen. Sie konnten Wettermuster erkennen, und wenn sich die Jahreszeiten ändern, ändert die Schneedecke in der Nähe der Pole die vom Mond reflektierte Lichtmenge.
Und die reflektierte Infrarotstrahlung könnte dank des reflektierten roten Randes das Vorhandensein von Pflanzen auf der Erde anzeigen.
Wenn Wissenschaftler vorschlagen, ein Signal in den Weltraum zu senden, um außerirdische Zivilisationen darüber zu informieren, dass wir hier sind, machen Sie sich keine Sorgen über eine außerirdische Invasion. Alle Aliens, die nahe genug sind, um diese Signale zu empfangen, wissen bereits, dass wir hier sind. Unsere Pflanzen, Flechten und Bakterien haben uns vor Millionen und sogar Milliarden von Jahren aufgegeben.
Aber trösten Sie sich, wenn unsere neuen Teleskope online gehen, werden ihre Pflanzen sie auch verraten.
