Außerirdische Lebensformen könnten in spektakulären Rot-, Blau- und Grüntönen leuchten, um sich vor Sternstößen ultravioletter (UV) Strahlung zu schützen. Und dieses leuchtende Licht könnte laut einer neuen Studie sein, wie wir sie finden.
Die meisten der potenziell bewohnbaren Exoplaneten, die wir kennen, umkreisen rote Zwerge - die häufigste Art von Sternen in unserer Galaxie und die kleinsten, coolsten Sterne im Universum. Und so stehen rote Zwerge wie Proxima Centauri oder TRAPPIST-1 bei der Suche nach Leben an vorderster Front. Wenn es auf diesen Planeten außerirdisches Leben gibt, haben sie ein großes Problem.
Rote Zwerge flackern oft oder geben eine UV-Strahlung ab, die das Leben auf den Planeten um sie herum schädigen könnte. "Viele der potenziell bewohnbaren Planeten in der Nähe, die wir zu finden beginnen, sind wahrscheinlich Hoch-UV-Welten", sagte der Hauptautor Jack O'Malley-James, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science. "Wir haben versucht zu überlegen, wie das Leben mit der hohen UV-Strahlung umgehen kann, die wir auf Planeten erwarten, die rote Zwergsterne umkreisen."
Organismen auf unserem eigenen Planeten schützen sich auf verschiedene Weise vor UV-Strahlung: unter der Erde leben, unter Wasser leben oder Sonnenschutzpigmente verwenden, sagte O'Malley-James. Aber es gibt eine Möglichkeit, wie das Leben auf der Erde mit UV umgeht, die es auch "einfacher" macht, das Leben zu erkennen - die Biofluoreszenz.
Bestimmte Korallen auf unserem eigenen Planeten schützen sich durch Leuchten vor den UV-Strahlen der Sonne, sagte er. Ihre Zellen enthalten häufig ein Protein oder Pigment, das, sobald es UV-Licht ausgesetzt ist, einen Teil der Energie von jedem Photon absorbieren kann, wodurch es sich zu einer längeren und sichereren Wellenlänge verschiebt. Beispielsweise können einige Korallen unsichtbares UV-Licht in sichtbares grünes Licht umwandeln.
O'Malley-James und sein Team analysierten die Fluoreszenz, die von Korallenpigmenten und -proteinen erzeugt wird, und verwendeten diese, um die Lichtarten zu modellieren, die das Leben auf Planeten, die rote Zwerge umkreisen, emittieren könnte. Sie berücksichtigten verschiedene Merkmale potenzieller Exoplaneten, wie beispielsweise die Wolkendecke. Es stellte sich heraus, dass ein wolkenfreier Planet, der mit fluoreszierenden Kreaturen bedeckt ist, eine vorübergehende Helligkeitsänderung hervorrufen kann, die möglicherweise nachweisbar ist. Da rote Zwerge nicht so hell sind wie unsere Sonne, würden sie diese potenziellen Biosignaturen oder Lebenszeichen nicht maskieren.
Aber "damit wir die Chance haben, Biofluoreszenz auf einem Planeten zu entdecken, müsste ein großer Teil des Planeten von fluoreszierenden Kreaturen bedeckt sein", sagte O'Malley-James. Darüber hinaus haben wir noch keine Teleskope, die stark genug sind, um selbst einen Planeten zu erkennen, auf dem jeder Zentimeter seiner Oberfläche von leuchtenden Kreaturen bedeckt ist.
Aber die nächste Generation von Teleskopen, wie das Europäische Extrem große Teleskop, könnte diese Schimmer des Lebens erkennen, sagte er. Selbst mit diesen Teleskopen wären diese Exoplaneten nur schwache Lichtpunkte, aber Instrumente könnten dann dekodieren, wie viel rotes, grünes oder infrarotes Licht emittiert wird. Wenn außerirdische Organismen zum Beispiel grün leuchten, würde die Menge an grünem Licht während einer Fackel zunehmen.
Trotzdem müsste das Leuchten "sehr hell" sein, damit wir es erkennen können, sagte er.
"Wir sehen keine so starke Fluoreszenz auf der Erde, weil wir nicht so viel UV auf unserer Oberfläche haben." Die neue Studie geht auch davon aus, dass das Leben auf Planeten, die rote Zwerge umkreisen, über Millionen von Jahren eine sehr helle Fluoreszenz entwickelt hätte, sagte er.
Ein möglicher nächster Schritt wäre, biofluoreszierendes Leben auf der Erde im Labor UV-Licht auszusetzen und zu prüfen, ob diese Art der Evolution in kleinem Maßstab stattfindet. Wenn dies der Fall ist, werden die nächsten Generationen von Organismen heller fluoreszieren, sagte er. "Und ein langfristiger nächster Schritt wäre, tatsächlich nach Biofluoreszenz auf anderen Welten zu suchen."
Wenn wir eines Tages zu einem dieser leuchtenden Planeten reisen könnten, wäre es "viel aufregender zu sehen", sagte er. Wenn wir in einem Raumschiff in der Nähe schwebten, sahen wir etwas, das aussah wie "ein aufgeladenes Nordlicht, das die Oberfläche des Planeten bedeckt".
Die Ergebnisse wurden am 13. August in der Zeitschrift Monthly Notices der Royal Astronomical Society veröffentlicht.
