Wird „James Webb“ binnen 200 Stunden, Biomarker auf „Trappist-1e“ finden?

Am 22. Dezember wird das Weltraumteleskop „James Webb“ ins All starten. Es wurde von der NASA, ESA und der kanadischen Raumfahrtagentur CSA entwickelt. Der Nachfolger des weltberühmten „Hubble“ Teleskops könnte, wenn vorhanden, nach einer Beobachtungszeit von lediglich 200 Stunden, Signaturen möglichen Lebens, auf einem Planeten des Systems Trappist-1 entdecken. Das System Trappist-1, befindet sich in einer astronomisch lächerlich geringen Entfernung von 40 Lichtjahren zur Erde.

Auf dem Dokumentenserver für Preprint, aus den Bereichen Biologie, Finanzmathematik, Informatik, Mathematik, Physik und Statistik – arXiv – hat Thomas Mikal-Evans vom Max-Planck-Institut für Astronomie und dem MIT-Kavli Institute for Astrophysics and Space Research berichtet, dass er die Atmosphäre von Planet „Trappist-1e“ in den verschiedensten Zuständen modelliert habe. Aufgrund dieser Grundlage habe er analysiert, wie viele Transits des Planeten vor der Sonnenscheibe seines eigenen Sterns es braucht und somit das Weltraumteleskop „James Webb“ beobachten müsste, um das Vorhandensein von den, in unserem Sinne, klassischen Lebenszutaten, die chemischen Verbindungen Methan (CH4) und Kohlenstoffdioxid (CO2) nachzuweisen.

Aufgrund seiner Distanz zur Sonne, seiner Größe und seiner Zusammensetzung ist „Trappist-1e“ für die Astronomen äußerst interessant. Seine Atmosphäre dürfte, so wie jene unserer Erde, vor ca. vier Milliarden Jahren entstanden sein. Die damalige Zeit nennt man Archaikum. Sie erstreckt sich von 4.000 Millionen bis 2.500 Millionen Jahre, vor unserer Zeit.

Auf der Erde ereigneten sich innerhalb des Archaikums die größten bisher nachgewiesenen Meteoriten-Einschläge. Die ältesten bisher gefundenen Chemofossilien, also fossile Spuren von Lebewesen sind mikroskopische „Fäden“ in den Gesteinen, welche erstmals in Südafrika entdeckt wurden. Es könnte sich dabei um die Überreste von ca. 3,5 Milliarden Jahre alten Cyanobakterien bzw. Blaualgen handeln. Im frühen Archaikum hat es übrigens noch keinen freien Sauerstoff in der Atmosphäre gegeben. Die Photosynthese der ersten Prokaryoten oxidierte vorerst die Minerale des Ur-Ozeans und erst gegen Ende des Archaikums, vor 2.500 Millionen Jahren wurde erstmals Sauerstoff an die Atmosphäre abgegeben.

Was sind eigentlich Prokaryoten?

Bei den Prokaryoten handelt es sich um alle Lebewesen, deren Zellen keinen Zellkern aufweisen. Zu den Prokaryoten zählt man Bakterien und Archaeen. Während bei den Eukaryoten die DNA vor allem im Zellkern vorliegt, befindet sich diese bei den Prokaryoten frei im Cytoplasma.

Thomas Mikal-Evans will keine Vermutungen über die Zusammensetzung der „Trappist-1e“ Atmosphäre anstellen. Er hat diese jedoch in zahlreichen Formen und Zuständen modelliert, welche auch die verschiedensten Wolken- und Dunstschichten darstellen. Er ist zu dem Ergebnis gekommen, dass für den Fall, dass „Trappist-1e“ eine ähnliche atmosphärische Zusammensetzung hat, wie die Erde sie zum Ende des Archaikums aufwies, der eindeutige Beweis für den Nachweis von CH4 und CO2, bereits nach max. zehn beobachteten Transits erbracht werden könnte. Lediglich bei extrem ungünstigen Druck- und Bewölkungsverhältnissen, wären dafür bis zu 30 Transits notwendig. Es wäre also lediglich eine Beobachtungszeit von 200 Stunden notwendig, um zu wissen, ob in der Atmosphäre von „Trappist-1e“ Biomarker vorhanden sind.

„Trappist-1e“ hat einen Earth-Similarity-Index (ESI) von 0,85. Der ESI beträgt stets zwischen 0 und 1. Die Erde hat den Wert 1. Je näher also der Wert zur 1 ist, desto mehr ähnelt ein Planet unseren Heimatplaneten. Der Index setzt sich übrigens aus folgenden Werten zusammen: dem Radius, der Dichte, der kosmischen Geschwindigkeit und der Oberflächentemperatur. Damit ihr erkennen könnt, wie ähnlich „Trappist-1e“ der Erde ist, sei erwähnt, dass der Mars einen Wert von 0,697 besitzt.

Ob „Trappist-1e“ für uns bewohnbar ist? Lassen wir uns überraschen, welche Werte uns das Weltraumteleskop „James Webb“ in Kürze liefert.