Eine künstlerische Darstellung des Terraforming eines Planeten jenseits unseres Sonnensystems.(Bildnachweis: Thibaut Roger/NCCR PlanetS)
Wenn Außerirdische ihre Planeten in starke Treibhausgase einhüllen, wie wir es tun, könnten wir das erkennen.
Das geht aus einem kürzlich durchgeführten Gedankenexperiment hervor, bei dem Wissenschaftler fünf „künstliche“ Treibhausgase identifiziert haben, die, wenn sie in ausreichender Menge vorhanden sind, in den Atmosphären bestimmter Exoplaneten mit Hilfe der vorhandenen Technologie, einschließlich des James Webb Space Telescope (JWST), entdeckt werden können.
Die Gase, zu denen fluorierte Versionen von Methan, Ethan und Propan gehören, sind auf der Erde als einige der stärksten und beständigsten wärmespeichernden Gase bekannt, die vom Menschen bei verschiedenen industriellen Fertigungsprozessen, wie z. B. bei der Herstellung von Halbleitern, freigesetzt werden. Da diese Stoffe in der Natur nicht in großen Mengen vorkommen – zumindest, wenn man von der irdischen Chemie ausgeht – würde ihre Entdeckung in der Luft eines Exoplaneten auf die Anwesenheit technologisch fortgeschrittener Spezies hindeuten, so die Wissenschaftler.
Auf der Erde sind diese Gase gefährliche Schadstoffe, und die Begrenzung ihrer Emissionen ist entscheidend für die Bekämpfung des vom Menschen verursachten Klimawandels. Ihre Anwesenheit in einer fremden Atmosphäre ist jedoch nicht unbedingt eine schlechte Nachricht.
„Für uns sind diese Gase schlecht, weil wir die Erwärmung nicht verstärken wollen“, sagte der Hauptautor der Studie, Edward Schwieterman von der University of California, Riverside, in einer kürzlich abgegebenen Erklärung. „Aber sie wären gut für eine Zivilisation, die vielleicht eine drohende Eiszeit verhindern oder einen ansonsten unbewohnbaren Planeten in ihrem System terraformen wollte, wie es die Menschen für den Mars vorgeschlagen haben.“
Eine solche absichtliche Klimaveränderung zur Schaffung einer erdähnlichen Umgebung wird als Terraforming bezeichnet. Die Idee, den Mars zu terraformen, taucht in fast jeder Science-Fiction-Geschichte auf, und in den letzten Jahren haben auch Wissenschaftler ähnliche Ansätze zur Unterstützung einer langfristigen Besiedlung vorgeschlagen. Zu den Ideen, den Mars zu erwärmen, gehören das Auftauen eines Teils des Eises an den Polen des Planeten und die Freisetzung von Kohlendioxid, das in seiner Oberfläche eingeschlossen ist, um die dünne Atmosphäre des Planeten wie eine warme Decke zu stützen. Einige stehen diesem Konzept jedoch skeptisch gegenüber. So schrieb Paul Sutter, Astrophysiker an der SUNY Stony Brook und Mitarbeiter von kosmischeweiten.de, in einem Artikel aus dem Jahr 2021, dass diese Art von Terraforming wahrscheinlich nicht funktionieren wird, vor allem weil der Mars wahrscheinlich nicht genug Kohlendioxid beherbergt, um eine angemessene Erwärmung auszulösen.
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Kürzlich simulierten Schwieterman und seine Kollegen einen Planeten im TRAPPIST-1-System, einer Familie von sieben Gesteinsplaneten im Sternbild Wassermann, die etwa 40 Lichtjahre von der Erde entfernt sind; mehrere von ihnen gelten als potenziell bewohnbar. Der Planet TRAPPIST-1f zum Beispiel umkreist seinen Wirtsstern alle neun Tage innerhalb seiner bewohnbaren Zone.
Wenn Außerirdische einen solchen Planeten terraformieren würden, könnten die Forscher mit dem JWST die fünf Treibhausgase identifizieren. Eines davon, Schwefelhexafluorid, hat ein Erwärmungspotenzial, das das von Kohlendioxid um das 23 500-fache übersteigt. Winzige Mengen dieses Gases, das eine Lebensdauer von mindestens 1.000 Jahren hat, reichen aus, um einen Eisplaneten so weit aufzutauen, dass auf seiner Oberfläche flüssiges Wasser fließt, das Leben ermöglicht, so die Forscher. (Leben, wie wir es kennen, um es klar zu sagen).
„Die lange Lebensdauer macht diese Gase zu ausgezeichneten Technosignaturen, nach denen man systematisch suchen kann, im Vergleich zu kürzerlebigen Signalen“, sagte Studienmitautor Daniel Angerhausen von der ETH Zürich in einer weiteren Erklärung. „Diese Signaturen könnten sogar ihre Zivilisation überleben, wenn ihre Geoengineering-Experimente scheitern sollten.“
Andere ähnliche fluorierte Gase könnten in einer erdähnlichen Atmosphäre bis zu 50.000 Jahre lang schweben, so dass „sie nicht allzu oft nachgefüllt werden müssten, um ein gastfreundliches Klima aufrechtzuerhalten“, so Schwieterman in der Erklärung.
Das bedeutet, wenn außerirdisches Leben auf kalten Planeten jenseits unseres Sonnensystems eine Menge Treibhausgase in ihre Atmosphäre pumpt, um ihre Welten bewohnbarer zu machen, könnten unsere bestehenden Teleskope sie entdecken. Selbst wenn nur eines von einer Million Gasmolekülen die Infrarotstrahlung seines Wirtssterns aufsaugt, würde es eine verräterische Signatur erzeugen, die mit dem JWST und anderen weltraumgestützten Teleskopen aufgespürt werden könnte, fanden Schwieterman und sein Team heraus.
„Man müsste keinen zusätzlichen Aufwand betreiben, um nach diesen Technosignaturen zu suchen, wenn das Teleskop den Planeten bereits aus anderen Gründen charakterisiert“, so Schwieterman. „Und es wäre atemberaubend, sie zu finden.“
Diese Ergebnisse werden in einem Artikel beschrieben, der am 25. Juni in der Zeitschrift The Astrophysical Journal veröffentlicht wurde.
