Biosignaturen

Biosignaturen sind chemische Spuren in Planetenatmosphären, die auf biologische Prozesse hindeuten. Das klassische Beispiel: Sauerstoff und Methan existieren auf der Erde gleichzeitig, obwohl sie chemisch miteinander reagieren und sich ohne ständige Nachlieferung durch Lebewesen schnell abbauen würden. Findet man diese Kombination auf einem Exoplaneten, ist das schwer ohne Biologie zu erklären. Ozon, ein Folgeprodukt von Sauerstoff, gilt als zusätzlicher Indikator.

Das James Webb Space Telescope (JWST) analysiert Exoplaneten-Atmosphären per Transmissionsspektroskopie: Wenn ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht, filtert seine Atmosphäre bestimmte Wellenlängen aus dem Sternenlicht. Die Absorptionsmuster verraten, welche Moleküle vorhanden sind. 2023 wies JWST erstmals Methan und Kohlendioxid in der Atmosphäre des Exoplaneten K2-18b nach, der in der habitablen Zone seines Sterns liegt.

Ein eindeutiger Nachweis von Biosignaturen wäre die bedeutendste wissenschaftliche Entdeckung der Menschheitsgeschichte. In der Science Fiction ist die Suche nach solchen Spuren ein zentrales Motiv, etwa in Kim Stanley Robinsons Aurora, wo die Frage nach Leben auf einem fernen Planeten die gesamte Handlung antreibt.

Besonders spannend sind die Grenzen der Methode. Dimethylsulfid (DMS), ein potenzielles Biosignal, das JWST 2023 im Spektrum von K2-18b andeutungsweise fand, kann auch abiotisch entstehen. Die Wissenschaft ist vorsichtig, und das ist richtig. Ein Fehlalarm wäre verheerend für die Glaubwürdigkeit der gesamten Astrobiologie. Gleichzeitig würde ein echter Nachweis die Frage 'Sind wir allein?' für immer beantworten. Das macht die Biosignaturenforschung zu einem der dramatischsten Felder, die es derzeit gibt.

Für die Planetensuche bedeutet das auch: Je mehr wir über irdische Biosignaturen wissen, desto besser können wir fremde erkennen. Extremophile Mikroben in Tiefseeschloten, Salinarseen und arktischen Felsen erweitern das Suchspektrum. Leben, das wir kaum kennen, könnte Signale hinterlassen, die wir noch nicht einmal auf der Suche nach haben.