Aufregenderweise konnten wir die Zusammensetzung der Atmosphären auf einer Handvoll Planeten erkennen, die andere Sterne umkreisen. Wenn jedoch Weltraumobservatorien der nächsten Generation in den nächsten Jahrzehnten online gehen, schlagen einige Wissenschaftler vor, mithilfe einer neuen Technik Details wie das baumartige mehrzellige Leben auf extrasolaren Planeten zu bestimmen.
Während frühere Studien die Wahrscheinlichkeit des Nachweises von Leben auf Exoplaneten durch Anzeichen von biogenen Gasen in der Atmosphäre oder das Erkennen von „Lichtblitzen“ von Ozeanen oder Seen erörtert haben, sind diese Techniken insofern begrenzt, als beispielsweise biogene Gase Anzeichen von beidem sein könnten einzelliges oder mehrzelliges Leben - nicht sehr detailliert - und wie wir von Titan gesehen haben, stammen Schimmer von Planetenkörpern nicht unbedingt aus wassergefüllten Seen.
Die Forscher Christopher Doughty und Adam Wolf von der Carnegie Institution schlagen vor, eine Technik zu verwenden, die erdumlaufende Satelliten bereits verwenden, um Arten von Kulturpflanzen und Landbedeckung sowie Wolkendetektion, atmosphärische Bedingungen und andere Anwendungen zu bestimmen.
Diese Art der Fernerkundung, die als bidirektionale Reflexionsverteilungsfunktion (BRDF) bezeichnet wird, ermittelt die Ursachen für unterschiedliche Reflexionsgrade bei unterschiedlichen Sonnen- und Blickwinkeln. Zum Beispiel werfen Bäume Schatten auf den Planeten, und das großflächige Schattenmuster würde das Licht von der Vegetation reflektieren lassen, um bestimmte Helligkeits- und Farbeigenschaften anzunehmen.
„BRDF ergibt sich aus der sich ändernden Sichtbarkeit der Schatten, die von Objekten geworfen werden“, schrieben die Forscher in ihrer Arbeit, „und das Vorhandensein baumartiger Strukturen ist klar von flachem Boden mit demselben Reflexionsspektrum zu unterscheiden. Wir haben untersucht, ob das BRDF die Existenz baumartiger Strukturen auf einem extrasolaren Planeten erkennen kann, indem es Änderungen in der Planetenalbedo verwendet, wenn ein Planet seinen Stern umkreist. “
Sie verwendeten ein Computermodell, um das Reflexionsvermögen der Vegetation bei verschiedenen Phasenwinkeln des Planeten zu simulieren, und fügten sowohl eine simulierte als auch eine reale Wolkendecke hinzu, um die Planetenalbedo für einen vegetierten und nicht vegetierten Planeten mit reichlich flüssigem Wasser zu berechnen.
Abhängig davon, wie genau die Wolkendecke des Planeten aufgelöst werden kann, sowie von den Empfindlichkeitsinstrumenten für vorgeschlagene Missionen wie den Terrestrial Planet Finder, könnte diese Technik theoretisch baumartiges mehrzelliges Leben auf Exoplaneten in etwa 50 nahe gelegenen Sternensystemen erfassen.
Die Winkel des Raumfahrzeugs, des Planeten und seiner Sonne müssten berücksichtigt werden, aber das Team sagt, dass sich diese Eigenschaften im Laufe der Zeit auf vorhersehbare Weise ändern und ein erkennbares Muster erzeugen würden.
Wenn die Vegetation auf dem Exoplaneten weit genug verbreitet wäre, würde dies die Reflexionseigenschaften des gesamten Planeten beeinflussen.
"Wir haben festgestellt, dass selbst wenn die gesamte planetare Albedo auf ein einziges Pixel gerendert würde, die Anstiegsrate der Albedo bei Annäherung eines Planeten an die volle Beleuchtung auf einem vegetierten Planeten vergleichsweise höher wäre als auf einem nicht vegetierten Planeten", sagten sie.
