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Warum suchen Astronomen anhand des Zustands des Lebens auf der Erde nach Lebenszeichen auf anderen Planeten? Könnte es auf anderen Planeten nicht völlig andere Arten von Leben geben? – Henry, 13, Somerville, Massachusetts
Haben Sie schon einmal an einem neuen Ort Verstecken gespielt? Es ist viel schwieriger, als zu Hause zu spielen. Sie kennen nur die offensichtlichen Verstecke: unter dem Bett, im Schrank, hinter dem Sofa. Der Trick besteht darin, sich Verstecke auszudenken, die man sich nicht einmal vorstellen kann. Wie sucht man nach Orten, von denen man nie gedacht hätte, dass sie Verstecke sein könnten?
Das ähnelt in etwa dem, was Wissenschaftler wie ich tun, wenn sie nach außerirdischem Leben suchen. Wir versuchen, über neue Wege nachzudenken, das Leben zu leben. In der Zwischenzeit suchen wir das Leben, indem wir das Leben so suchen, wie wir es tun, denn das ist es, was wir uns vorstellen können.
In der Nähe suchen
Der nächstgelegene Ort für die Suche nach außerirdischem Leben sind die Planeten unseres Sonnensystems.
Die NASA-Mission Viking 1 begann 1976 mit der Umlaufbahn um den Erdnachbarn Mars. Die Suche nach Leben auf dem Mars war eine der wichtigsten wissenschaftlichen Fragen der Mission. Zu der Raumsonde gehörte ein Lander, der zur Planetenoberfläche fliegen konnte, um zu sehen, ob es auf der Erde Lebensformen gab.
Wissenschaftler wussten, dass sich das Leben auf dem Mars stark vom Leben auf der Erde unterscheiden könnte, deshalb suchten sie nicht nach bestimmten Lebensformen oder Molekülen. Stattdessen versuchten sie, Experimente zu entwerfen, um zu untersuchen, was das Leben tut, und nicht, was es hervorbringt.
Beispielsweise führen Pflanzen und einige andere Lebensformen auf der Erde Photosynthese durch, einen Prozess, bei dem Sonnenlicht und Kohlendioxid aus der Luft genutzt werden, um Energie zu sammeln und zu wachsen. Wissenschaftler von Viking 1 haben den Lander so konzipiert, dass er nach Anzeichen von Photosynthese auf dem Mars sucht.
Dazu nahm der Lander etwas Erde auf, beleuchtete sie und führte Messungen durch, um zu sehen, ob ein Teil des Kohlendioxids aus der Luft in die Erde übergeht. Dieses Experiment zeigte keine Anzeichen von Photosynthese im Marsschmutz.
Der Lander führte zwei weitere Experimente durch, die darauf abzielten, nach Beweisen für das Wachstum von Organismen im Marsboden zu suchen. Einer verwendete Kohlendioxid und ein anderer verwendete Zucker- und Aminosäuremoleküle, die Lebewesen auf der Erde gerne essen.
Die Kombination dieser drei Experimente und anderer Messungen hat dazu geführt, dass sich die meisten Wissenschaftler einig sind, dass es auf der Marsoberfläche wahrscheinlich kein Leben gibt, zumindest kein Leben, das so etwas wie Photosynthese betreibt oder Zucker isst. Aber wir wissen immer noch nicht, ob es Anzeichen für alte Lebensformen auf dem Mars gibt oder ob es sogar Anzeichen für aktuelles Leben tief unter der Oberfläche gibt.
Die Viking-Lander-Experimente waren die direktesten Tests für Leben auf anderen Planeten. Was das Versteckspiel angeht, waren diese Experimente jedoch im Wesentlichen so, als würde man in den Schrank schauen: Es ist ein ziemlich offensichtliches Versteck, aber man sollte dort vorsichtshalber nachsehen. Dennoch dauerte es lange, bis die Wissenschaftler die Ergebnisse interpretierten.
Weit weg schauen
Die Suche nach Leben außerhalb des Sonnensystems ist noch schwieriger und erfordert andere Techniken.
Der nächstgelegene Exoplanet – ein Planet, der einen Stern umkreist, der nicht unsere Sonne ist – ist Proxima Centauri b und ist mehr als 2 Millionen Millionen Kilometer entfernt (das sind 2 gefolgt von 13 Nullen). Diese fernen Welten sind so weit entfernt, dass Wissenschaftler noch lange keine Landegeräte schicken werden, um dort Experimente durchzuführen.
Die Suche nach Leben auf Exoplaneten ist ein bisschen wie der Versuch, im Haus des Nachbarn Verstecken zu spielen, aber man kann nur durch die Fenster schauen und nicht hineinkommen. Vielleicht haben Sie Glück und treffen den richtigen Winkel, um jemanden zu entdecken, der sich versteckt, aber Sie können nicht jeden Ort kennen, den Sie nicht sehen können.
Werkzeuge wie das neue James-Webb-Weltraumteleskop können die Größe von Exoplaneten, ihre Nähe zu ihren Sternen und möglicherweise die Gase in ihrer Atmosphäre aufdecken. Aber das ist alles. Wie würden Sie das Leben damit sehen?
Astronomen haben darüber nachgedacht, nach Leben auf Exoplaneten zu suchen, indem sie nach Sauerstoff suchen. Sie begannen mit dieser Strategie, weil auf der Erde Lebensformen den größten Teil des Sauerstoffs in unserer Atmosphäre produzierten. Möglicherweise wurde der Sauerstoff auf einem anderen Planeten durch außerirdisches Leben erzeugt.
Wir haben jedoch gelernt, dass es andere Möglichkeiten gibt, Sauerstoff zu produzieren, an denen kein Leben beteiligt ist. Jetzt suchen Astronomen nicht nur nach Sauerstoff, sondern nach einem Planeten, der neben Sauerstoff auch Wasser und andere Gase wie Methan und Kohlendioxid enthält. Zusammen könnten diese Kombinationen auf Leben hinweisen, da wir nicht glauben, dass es auf leblosen Planeten Leben gibt. Aber auch hier sind wir noch unsicher!
Die Suche nach Leben durch die Suche nach diesen Gasen ähnelt ein wenig dem Blick hinter die Couch in unserem Versteckspiel. Wissen wir, dass jemand da sein wird? Nein, aber wir schauen nur durch Fenster und können uns Menschen vorstellen, die sich hinter Sofas verstecken. Probieren Sie es einfach mal aus – wo sonst könnten wir suchen?
Welches Spiel spielen wir?
Es gibt zwei große Unterschiede zwischen dem Verstecken und der Suche nach Außerirdischen.
Erstens: Wenn Sie Verstecken spielen, wissen Sie normalerweise, dass Sie mit jemand anderem spielen. Wir wissen nicht, ob dort Außerirdische zu finden sind! Es ist möglich, dass es dort kein anderes Leben gibt, und es ist möglich, dass sich direkt nebenan Außerirdische aufhalten. Solange wir nicht Beispiele für Leben außerhalb unseres eigenen finden, werden wir nicht wissen, wie verbreitet das Leben im Universum ist.
Der zweite Unterschied besteht darin, dass die meisten Wissenschaftler nicht glauben, dass sich außerirdisches Leben vor uns verbirgt; Es ist nur so, dass wir es noch nicht entdeckt haben. Einige Ideen deuten darauf hin, dass fortgeschrittenere Zivilisationen der Entdeckung entgehen könnten, aber Forscher glauben nicht, dass dies in unserem Sonnensystem geschieht.
Die meisten Astronomen und Astrobiologen wissen, dass wir Gefahr laufen, Anzeichen von Außerirdischen zu übersehen, die wirklich anders sind, wenn wir nur nach Leben suchen, das dem Leben auf der Erde ähnelt. Aber ehrlich gesagt haben wir noch nie zuvor Außerirdische entdeckt, daher ist es schwer zu wissen, wo man anfangen soll. Wenn Sie nicht wissen, was Sie tun sollen, ist es besser, irgendwo anzufangen als nirgendwo.
Die Suche nach Leben mithilfe von Experimenten wie dem Viking-Lander oder die Suche nach Sauerstoff hilft möglicherweise nicht weiter. Aber wir könnten Glück haben. Und selbst wenn dies nicht der Fall ist, können wir ein paar offensichtliche Möglichkeiten von der Liste streichen. Wir können uns dann auf die schwierigere Frage konzentrieren, uns etwas vorzustellen, an das wir noch nie zuvor gedacht haben.
Hallo neugierige Kinder! Haben Sie eine Frage, die Ihnen ein Experte beantworten soll? Bitten Sie einen Erwachsenen, Ihre Frage an CuriousKidsUS@theconversation.com zu senden. Bitte teilen Sie uns Ihren Namen, Ihr Alter und die Stadt mit, in der Sie leben.
Und da Neugier keine Altersgrenze kennt – Erwachsene, lassen Sie uns auch wissen, was Sie sich fragen. Wir werden nicht jede Frage beantworten können, aber wir werden unser Bestes geben.
Dieser Artikel wurde von The Conversation erneut veröffentlicht, einer unabhängigen, gemeinnützigen Nachrichtenorganisation, die Ihnen Fakten und Analysen liefert, die Ihnen helfen, unsere komplexe Welt zu verstehen.
Es wurde geschrieben von: Cole Mathis, Universität von Arizona.
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Cole Mathis hat zuvor Fördermittel vom NASA Postdoctoral Program erhalten.