Immer mehr Planeten um fremde Sonnen entdecken die Astronomen. Doch die Auflösung unserer Teleskope reicht nicht aus, um zu erkennen, ob beispielsweise flüssiges Wasser und damit die Voraussetzung für Leben vorhanden ist. Jetzt haben Wissenschaftler jedoch eine Methode entwickelt, mit der sie auch an einem nur wenige Pixel großen Planetenbild durch Farbwechsel auf die Oberflächenbeschaffenheit schließen können.
Mehr als 300 Planeten um fremde Sonnen sind seit den frühen 1990er Jahren entdeckt worden. Die meisten von ihnen sind riesige Gasplaneten, ähnlich unserem Jupiter, da sie zunächst die einzigen waren, die die Teleskope registrieren konnten. Doch inzwischen ist die Technik besser geworden und mit ihr auch die Auflösung. Durch Observatorien wie das Kepler-Weltraumteleskop lassen sich nun immer häufiger auch kleinere Gesteinsplaneten nachweisen.
Doch selbst mit den besten Methoden erscheinen diese potenziell erdähnlichen Planeten im Bild als nicht mehr als ein „blasser blauer Punkt“ wie der Astronom Carl Sagan die Erde einst bezeichnete. Details zu Zusammensetzung oder Lebensbedingungen auf ihnen sind kaum auszumachen. Jetzt aber hat ein Team von Astronomen und Astrobiologen eine Technik entwickelt, mit deren Hilfe sie feststellen können, ob auf einem Exoplanet flüssiges Wasser vorhanden ist oder nicht. Da dieses als eine der Hauptvoraussetzungen für Leben gilt, ist dies besonders für die Astrobiologie die entscheidende Information.
Blick eines Aliens auf die Erde
„Flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten ist der Gold Standard, nach dem wir suchen“, erklärt Nicolas Cowan von der Universität von Washington und Hauptautor der nun im „Astrophysical Journal“ veröffentlichten Studie. Die Forscher analysierten für ihre Studie Abweichungen von der Durchschnittsfarbe der Erde während der Rotation, wie sie beispielsweise durch Oberflächenstrukturen wie Gebirge oder Ozeane erzeugt werden. Dabei nutzen sie die hochauflösende Kamera an Bord der Raumsonde Deep Impact, die zu diesem Zeitpunkt zwischen 27 und 53 Millionen Kilometer von der Erde entfernt war. Die Erde erscheint aus dieser Entfernung nur wie ein winziger Punkt, wenig mehr als ein Pixel in den Aufnahmen.
Die Forscher schauten „als wären wir Aliens, die mit den Werkzeugen, die wir vielleicht in zehn Jahren haben, unsere Erde beobachten und noch nicht wissen, woraus sie besteht“, so Cowan. Die Beobachtungen erfolgten in sieben verschiedenen Bandbreiten des sichtbaren Lichts, vom kurzen UV bis zu Nahinfrarot. Die Erde beispielsweise erscheint in den meisten Wellenlängen grau wegen der Wolkendecke, in kurzen Wellenlängen aber bläulich, da hier die Atmosphäre das Licht streut.
Land und Meer erzeugen Farbwechsel
Die Aufnahmen zeigten zwei dominante Farben, eine bei rotem, langwelligem Licht und die andere in kurzen, blauen Wellenlängen. Erstere repräsentieren die Landmassen, letztere die Ozeane. Die Wissenschaftler kartierten die Farbwechsel im Laufe einer 24-Stunden Zeitspanne und verglichen die so entstandene grobe Karte mit der tatsächlichen Verteilung von Land und Meer.
„Man konnte sehen, dass es flüssige Ozeane auf dem Planeten gibt”, so Cowan. Und das ist das Entscheidende. „Es steht die Idee dahinter, dass ein Planet, der flüssiges Wasser besitzt in der lebensfreundlichen Zone liegen muss, ein Planet, der entfernungsmäßig in dieser Zone liegt, muss dagegen nicht unbedingt auch flüssiges Wasser besitzen.“
Einförmig blau: Methan oder Wasserplanet?
Zwar erscheinen auch andere Planeten wie Neptun blau, bei diesen ist jedoch die durch Methan in der Atmosphäre erzeugte Farbe auch bei Rotation konstant. „Er sieht aus jedem Blickwinkel blau aus. Wenn man einen Ozeanplaneten hat, könnte der zwar auch so aussehen, aber man kann dann noch andere Tests durchführen, um dies zu bestätigen“, erklärt Cowan. „Bei der Erde variiert das Blau von einem Ort zu anderen, was zeigt, dass es sich nicht um etwas in der Atmosphäre handelt.“
Es wird allerdings noch einige Jahre dauern, bis Weltraumteleskope gut genug sind, um nicht nur die Erde mit Alien-Augen zu sehen, sondern auch fremde Planeten auf diese Weise zu analysieren. Aber die Entwicklung dieser Methode schon jetzt kann dazu beitragen, die neuen Instrumente bereits entsprechend darauf auszurichten.
(University of Washington, 27.05.2009 – NPO)
