Es gibt verschiedene Möglichkeiten, in fernen Welten nach fremdem Leben zu suchen. Eine besteht darin, auf Funksignale zu achten, die diese Außerirdischen senden könnten, wie es SETI und andere tun, aber eine andere besteht darin, die Atmosphäre von Exoplaneten zu untersuchen, um Biosignaturen des Lebens zu finden. Aber was könnten diese Unterschriften sein? Und wie würden sie unseren Teleskopen erscheinen?
Im Idealfall wäre es schön, einen Exoplaneten zu beobachten, von dem wir wissen, dass es Leben gibt, und zu untersuchen, wie es im Vergleich zu anderen leblosen Exoplaneten aussieht. Das Problem ist, dass es nur einen Planeten gibt, von dem bekannt ist, dass er Leben hat, und wir sind auf diesem Planeten. Wir können nicht Lichtjahre entfernt reisen und dann die Erde beobachten, als wäre sie ein Exoplanet. Aber wir können das nächstbeste tun: Beobachten Sie das Licht, das während einer Mondfinsternis durch die Erdatmosphäre geht.
Eine Mondfinsternis tritt auf, wenn der Mond in den Schatten der Erde übergeht. Aufgrund der Erdatmosphäre leuchtet es normalerweise tiefrot. Während einer Mondfinsternis blockiert die Erde die Sonne vom Mond aus gesehen vollständig, aber etwas Sonnenlicht fällt durch die Erdatmosphäre und wird zum Mond hin gebrochen. Wenn Sie während einer Mondfinsternis auf dem Mond stehen würden, würden Sie die Erde wahrscheinlich als Feuerring sehen. Ein roter Schimmer luftgefilterten Sonnenlichts.
Mit diesem Filtereffekt untersuchen wir die Atmosphäre von Exoplaneten. Wenn ein Exoplanet vor seinem Stern vorbeikommt, geht ein Teil des Sternenlichts durch die Atmosphäre des Planeten. Atome und Moleküle in der Atmosphäre absorbieren je nach Zusammensetzung bestimmte Wellenlängen des Lichts. Durch die Untersuchung der Absorptionslinien der Atmosphäre können Astronomen Moleküle wie Wasser oder Kohlendioxid nachweisen.
Während der totalen Mondfinsternis im Januar 2019 untersuchte ein Team von Astronomen die Erdatmosphäre wie einen Exoplaneten. Sie beobachteten die Erde nicht vom Mond aus, sondern betrachteten das von der Mondoberfläche reflektierte Lichtspektrum. Durch Beobachtung des Spektrums dieses reflektierten Lichts fand das Team starke Signaturen von Wasser und Sauerstoff. Aus hochauflösenden spektralen Beobachtungen fand das Team auch Spuren von Natrium, Kalzium und Kalium.
Diese Studie sagt nichts Neues über unsere Atmosphäre aus, zeigt aber, wie selbst Spurenelemente in der Atmosphäre eines Exoplaneten gefunden werden können. Dies könnte eine Schlüsselrolle bei der Entdeckung des Lebens anderswo spielen.
Referenz: K. G. Strassmeier et al. „Hochauflösende Spektroskopie und Spektropolarimetrie der totalen Mondfinsternis Januar 2019.“
