James-Webb-Teleskop: Hoffnung auf Leben auf Hycean-Welten

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Suche nach außerirdischem Leben könnte durch das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) einen bedeutenden Fortschritt erleben. Eine neue Studie legt nahe, dass sogenannte Hycean-Welten, hypothetische Exoplaneten mit tiefen Ozeanen und einer dichten Wasserstoffhülle, die besten Chancen bieten, Biosignaturen zu entdecken.

Die Entdeckung von Leben außerhalb der Erde ist eines der faszinierendsten Ziele der modernen Astronomie. Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) könnte hierbei eine entscheidende Rolle spielen, indem es nach Anzeichen von Leben auf sogenannten Hycean-Welten sucht. Diese hypothetischen Exoplaneten zeichnen sich durch tiefe Ozeane aus, die von einer dichten Wasserstoffhülle umgeben sind. Wissenschaftler vermuten, dass diese Bedingungen die Detektion von Biosignaturen erleichtern könnten.

Ein vielversprechendes Indiz für Leben auf solchen Planeten sind Methylhalogenide, chemische Verbindungen, die auf der Erde von bestimmten Bakterien und Algen produziert werden. Im Gegensatz zu erdähnlichen Planeten, auf denen atmosphärische Störungen und technische Einschränkungen die Erkennung von Biosignaturen erschweren, bieten Hycean-Welten ein klareres Signal. Diese Erkenntnisse stammen von Eddie Schwieterman, einem Astrobiologen der University of California, Riverside.

Obwohl die Existenz von Hycean-Welten bisher nur theoretisch ist, bieten sie eine spannende Perspektive. Der Begriff ‘Hycean’ ist ein Kofferwort aus ‘Hydrogen’ und ‘Ocean’ und wurde 2021 von dem Planetenwissenschaftler Nikku Madhusudhan von der University of Cambridge geprägt. Ein möglicher Kandidat für eine solche Welt ist der Exoplanet K2-18b, der in der habitablen Zone eines Roten Zwergsterns im Sternbild Löwe liegt.

Bereits 2019 entdeckte das Hubble-Weltraumteleskop Wasserdampf in der Atmosphäre von K2-18b. Das JWST hat nun auch Kohlenstoffdioxid und Methan nachgewiesen, während Kohlenmonoxid und Ammoniak fehlen – genau wie es die Hycean-Hypothese vorhersagt. Es gibt auch Hinweise auf Dimethylsulfid, eine Verbindung, die auf der Erde nur von Plankton produziert wird, doch diese Beweise sind umstritten.

Forscher der University of California, Riverside und der ETH Zürich schlagen vor, dass Methylhalogenide, die von mikrobiellen Ozeanlebewesen auf der Erde erzeugt werden, eine leichter nachweisbare Biosignatur in der Atmosphäre einer Hycean-Welt darstellen könnten. Diese Verbindungen könnten in großen Mengen in der Atmosphäre solcher Planeten vorkommen und starke Absorptionsmerkmale im Infrarotlicht aufweisen, das vom JWST beobachtet wird.

Die Suche nach Methylhalogeniden könnte mit dem James-Webb-Teleskop in nur 13 Stunden erfolgreich sein, was im Vergleich zur Suche nach Sauerstoff oder Methan deutlich weniger Zeit und damit auch weniger Kosten erfordert. Allerdings gibt es zwei wesentliche Einschränkungen: Zum einen ist unklar, ob Hycean-Welten tatsächlich existieren, und zum anderen, ob ihre Ozeane bewohnbar sind. Sollte jedoch eine positive Detektion von Methylhalogeniden gelingen, wäre dies ein starkes Indiz für die Existenz von Leben.

Falls Leben auf solchen Welten existiert, müsste es ohne Sauerstoff auskommen und sich an eine Umgebung angepasst haben, die wir uns kaum vorstellen können. Anaerobes Leben existiert auch auf der Erde, sodass es nicht völlig fremd wäre. Hycean-Welten könnten in Roten Zwergsystemen, die etwa drei Viertel aller Sterne in unserer Milchstraße ausmachen, häufiger vorkommen als erdähnliche Welten.

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