Spurensuche nach Technosignaturen in außerirdischen Atmosphären

US-Astronomen schlagen vor, in den Atmosphären erdähnlicher Exoplaneten nach künstlichen Schadstoffen zu suchen, die von einer hochtechnisierten extraterrestrischen Industrie stammen

Im Januar 2007 stellte der Harvard-Professor und theoretische Astrophysiker Abraham Loeb in einem Paper eine neue SETI-Strategie vor. Er schlug vor, nach Emissionen von Radio- oder TV-Sendungen außerirdischer Kulturen zu suchen, die schlichtweg als Abfallprodukt ins All hinausgetrieben worden sind und uns zufällig erreichen. Jedwedes TV- und Radiosignal von deren Heimatwelt müsste mit einem sensiblen Radioteleskop zu registrieren sein. Jetzt stellen Loeb und zwei weitere Forscher eine neue SETI-Variante vor, die seiner Idee von 2007 in puncto Originalität in nichts nachsteht. Sie schlagen vor, in naher Zukunft mit dem James Webb Telescope die Atmosphären erdnaher erdähnlicher Exoplaneten spektrografisch zu durchleuchten und dort nach chemischen Abfallprodukten Ausschau zu halten, nach Emissionen einer außerirdischen Industrie. Hierbei spielen ausgerechnet FCKWs eine wichtige Rolle.

Es mag ein Segen für Astronomen sein, dass jedes chemische Element einen typischen Fingerabdruck aufweist, der bei der Spektralanalyse zum Vorschein kommt, besser gesagt beim Spektropolarimetrie-Verfahren Konturen gewinnt.

Konventionelle Biomarker

Von dieser chemischen Eigenart profitieren insbesondere jene Planetenforscher, die über hochempfindliche Fernrohre mit einem leistungsstarken Spektrografen verfügen, der das von extrasolaren Planeten reflektierte stellare Licht in seine verschiedenen farblichen Bestandteile zerlegt, im Infrarotlicht die Temperatur misst und parallel dazu die chemische Zusammensetzung der Atmosphären bestimmt.

Um Biosignaturen respektive Biomarker zu finden, die auf außerirdisches Leben in fernen Atmosphären hindeuten, haben die Planetenjäger der Moderne vornehmlich erdähnliche, in habitablen Zonen gelegene Welten im Visier, in deren Atmosphären idealerweise das Element Sauerstoff vorhanden ist. Sauerstoff bzw. Oxygenium fällt auf der Erde als Nebenprodukt der Photosynthese an, wird aber auch bei vielen nicht-biologischen Prozesse frei und konzentriert sich in der Atmosphäre und wohl auch in Exo-Atmosphären - ebenso wie Wasserdampf, der ebenso ein guter Biomarker ist.

Weitaus zuverlässigere Indikatoren für biologische Aktivität hingegen sind die chemischen Verbindungen Methan (CH₄) oder Ozon (O₃), bisweilen auch Kohlenstoffmonoxid (CO). Ihr Nachweis im Lichtspektrum wäre zumindest ein indirekter Beweis für die Anwesenheit von biologischem Leben fernab der Erde. Derweil aber ist weder ein erdgestütztes noch im Orbit operierendes Teleskop in der Lage, konventionelle Biosignaturen auf anderen Exoplaneten nachzuweisen.

FCKWs als Intelligenz-Marker

Abraham Loeb von der Harvard University in Cambridge (MA) und Gonzalo Gonzalez Abad vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics sowie Henry W. Lin vom Harvard College warten nunmehr mit einer völlig neuen Idee auf, bei der sogar unkonventionelle Biomarker die Hauptrolle spielen.

In dem online unlängst veröffentlichten Fachaufsatz Detecting Industrial Pollution in the Atmospheres of Earth-Like-Exoplanets (s.u.), der demnächst in dem Fachmagazin "The Astrophysical Journal" zu lesen ist, zeigt das Forscher-Trio einen Weg auf, der sich abseits der klassischen SETI-Suchprogramme als gute Option erweisen könnte, intelligentes Leben fernab der Erde nachzuweisen. Es ist ein neuer Ansatz, bei dem es nicht darum geht, außerirdische Funk- und Lichtsignale mit leistungsstarken Schüsseln und Lichtteleskopen einzufangen, geschweige denn TV-Sendungen von Aliens aufzuzeichnen.

In diesem Paper diskutieren wir industriell bedingte Umweltverschmutzung als potenzielle Biosignatur für intelligentes Leben. Dadurch könnte man eine alternative Methode zu SETI erhalten und sich von der direkten Detektion elektromagnetischer Wellen, die von einer außerirdischen Zivilisation stammen, abheben.

Die Tür zu den Aliens könnte mit dem Schlüssel Fluorchlorkohlenwasserstoffe geöffnet werden, glaubt das Wissenschaftler-Trio. Fluorchlorkohlenwasserstoffe sind niedermolekulare organische Verbindungen. Die Verbindungen dieser Stoffgruppe sind nicht brennbar, geruchlos und weisen eine geringe Toxizität auf. Wurden FCKWs noch im letzten Jahrhundert verstärkt als Treibgase für Haarsprays, Lösemittel oder Kältemittel für Kühlschränke, Klimaanlagen etc. kommerziell und industriell genutzt, so ist ihr Einsatz heute indes auf den meisten Anwendungsfeldern verboten. Denn entweicht dieses Molekül in die Atmosphäre, forciert es den Abbau der Ozonschicht in der Stratosphäre (Ozonloch) signifikant.

Da FCKWs reaktionsträge sind, verweilen sie in der Stratosphäre sehr lang, manche Verbindungen je nach Konzentration bis zu 50.000 Jahre. Gerade deshalb eignen sie sich nahezu perfekt als Biomarker für den Nachweis von intelligentem Leben. Nicht zuletzt deshalb, da derlei Treibhausgase in der freien Natur nicht vorkommen. Auf der Erde weist seine Anwesenheit "im großem Umfang" auf "menschliche Aktivität" hin, auf anderen erdähnlichen Welten würde sein Vorhandensein auf außerirdische industrielle Aktivität hindeuten, betonen die Forscher. "Wir fokussieren uns auf Tetrafluormethan (CF₄) und auf Trichlorfluormethan (CCl₃F), welche die am leichtesten entdeckbaren Fluorchlorkohlenwasserstoffe sind, die von menschlicher Aktivität herrühren", schreiben die Forscher in ihrem Artikel.