Die jüngsten wissenschaftlichen Untersuchungen zum Exoplaneten K2-18 b haben weltweit Aufmerksamkeit erregt. Dieser Planet umkreist in etwa 124 Lichtjahren Entfernung von der Erde einen kleinen roten Zwerg und befindet sich in der sogenannten habitablen Zone seines Sterns. Dort herrschen nach aktuellem Kenntnisstand Bedingungen, unter denen Wasser flüssig bleiben könnte. Der Planet galt bereits zuvor als vielversprechender Kandidat auf der Suche nach außerirdischem Leben. Nun lieferten spektroskopische Beobachtungen der Atmosphäre des Planeten Hinweise auf besondere Moleküle, sogenannte Biomarker.
Hinweise auf Biomarker in der Atmosphäre von K2-18 b
Die kürzlich veröffentlichten Ergebnisse, beruhend auf Analyse-Daten des James-Webb-Weltraumteleskops, zeigten, dass in der Atmosphäre Dimethylsulfid (DMS) vorkommt. Dieser Stoff gilt auf der Erde als eindeutiger Biomarker, denn die Entstehung dieses Moleküls geht, soweit bekannt, ausschließlich auf biologische Prozesse zurück, etwa auf Aktivitäten von Mikroorganismen im Ozean. Zwar lassen die Autoren der Studie ausdrücklich offen, dass bislang unbekannte nicht-biologische chemische oder physikalische Prozesse DMS erzeugen könnten. Dennoch gilt das Auffinden solcher Moleküle derzeit als aussichtsreichster Beleg für die mögliche Existenz von außerirdischem Leben.
Allerdings haben die Messungen derzeit nur eine Signifikanz von drei Sigma. Das bedeutet, statistisch gesehen könnte es mit einer Wahrscheinlichkeit von etwa 0,3 Prozent sein, dass diese Molekülsignatur zufällig anderweitig entstanden ist. Um wissenschaftlich als hinreichend sicher zu gelten, wären Ergebnisse im Bereich der sogenannten Fünf-Sigma-Signifikanz nötig. Hierbei würde die Wahrscheinlichkeit eines zufälligen Auftretens unter 0,006 Prozent liegen. Forscher planen nun, weitere Beobachtungen über 16 bis 24 Stunden mit dem James-Webb-Weltraumteleskop durchzuführen, um die entscheidende Fünf-Sigma-Schwelle erreichen und somit sichere Aussagen treffen zu können.
Eigenschaften und Bedingungen auf K2-18 b
Der Planet K2-18 b umkreist einen roten Zwerg, dessen Größe deutlich unter der unserer Sonne liegt. Trotz der Nähe des Planeten zu seinem Stern könnten dort laut wissenschaftlichen Modellen relativ lebensfreundliche Temperaturverhältnisse herrschen. Aktuelle Berechnungen geben eine Oberflächentemperatur von rund 60 °C an. Dies wäre zwar vergleichsweise heiß für erdähnliches Leben, würde jedoch biologische Prozesse nicht grundsätzlich ausschließen – insbesondere dann nicht, wenn dieser Planet bedeutende Wasserflächen oder sogar ein globaler Ozean sein Eigen nennt.
Durch seine Größe und Zusammensetzung erscheint es möglich, dass K2-18 b eine sogenannte Wasserwelt sein könnte, mit ausgedehnten Ozeanen unter einer dichten Atmosphäre aus Wasserdampf. Eine große Menge an Wasserdampf könnte dafür sorgen, dass der Planet unter einer konstanten Wolkenschicht verborgen liegt. In Kombination mit den Biomarkern könnte diese Meereshypothese biologisches Leben wie beispielsweise Algen oder Plankton erklären. Diese Mikroorganismen würden das nachgewiesene Dimethylsulfid produzieren, ähnlich wie dies in den Ozeanen der Erde geschieht und für den typischen typischen Meeresgeruch sorgt, den man an irdischen Küsten kennt.
Beobachtungstechnik und weitere Perspektiven
Die Entdeckung solcher atmosphärischen Moleküle erfolgt mithilfe der Transitmethode. Dabei beobachtet man, während der Planet vor seinem Stern vorbeizieht, das gestreute und gefilterte Sternenlicht. Jedes Molekül hat dabei seine eigene „Signatur“, also ein charakteristisches Muster an Streuung und Absorption. Durch diese Methode ist es möglich, aus feinsten Unterschieden im Lichtspektrum Rückschlüsse auf die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre zu ziehen. Das James-Webb-Teleskop mit seinem leistungsstarken Hauptspiegel ermöglicht entsprechende Datenanalysen trotz enormer Distanzen zu diesen Objekten.
Um die vielversprechenden Hinweise endgültig bestätigen oder widerlegen zu können, sind nun weitere Beobachtungen und Analysen erforderlich. Sollte es gelingen, die Signifikanz der Daten über fünf Sigma anzuheben, könnte dies als erster wissenschaftlich gesicherter Hinweis auf extraterrestrisches Leben gelten, ein historischer Meilenstein in der astronomischen Forschung. Solange dieser verlässliche Beweis noch aussteht, bleibt K2-18 b eine höchst interessante Zielwelt für kommende Forschungen auf der Suche nach Leben im Universum.
