Astrobiologie, Astronomie
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Biosignatur auf Ozeanwelt K2-18b – lebt da was?

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Franziska Konitzer
Autorin
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Karl Urban
Moderator

Eingepackt in eine dicke Atmosphäre aus Wasserstoff fristet K2-18b seit einigen Jahrmilliarden eine eigentlich unbescholtene Existenz als Exoplanet um einen roten Zwergstern. Er kreist irgendwo in Richtung des Sternbilds Löwe, rund 120 Lichtjahre von uns entfernt. Doch nachdem Forschende ihn 2015 entdeckt hatten, gerieten zumindest sie in Aufregung:  Denn K2-18b ist zwar größer als die Erde und gleichzeitig weniger dicht – er besitzt also vermutlich keine feste Oberfläche aus Gestein – aber er umkreist seinen Stern in der sogenannten habitablen Zone: der Region um einen Stern, in der es flüssiges Wasser geben könnte. Außerdem ist der Planet mit einer dicken Atmosphäre gesegnet, die sich indirekt mit unseren Weltraumteleskopen beobachten lässt. Somit ist K2-18b ein perfektes Ziel für Forscherinnen und Forscher, die mehr über die für uns so fremde Welt erfahren wollen.

In dieser Podcastfolge erzählt Franzi die Geschichte des Exoplaneten K2-18b: was wir derzeit wirklich über diesen Planeten wissen können und was nicht – und woher die Gerüchte kommen, dass auf diesem so unscheinbaren Exoplaneten gar eine Biosignatur entdeckt worden sein soll.

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Weiterführende Links

Quellen

Episodenbild: Illustration: NASA, CSA, ESA, J. Olmsted (STScI), Science: N. Madhusudhan (Cambridge University)

7 Kommentare

  1. Christoph sagt

    Guten Tag!
    Danke für diese schöne Folge. Ich finde es immer toll, wenn ein Podcast mal einen Eindruck von den Irrungen und Wirrungen der aktuellen Forschung vermittelt und einen Vorschein davon gibt, wie dann doch am Ende Klarheit in die Sache kommt.
    Eine Bemerkung zu den Radiosignalen:
    Ich habe den Eindruck, dass die Vorstellung verbreitet ist, wir hätten bisher Unmengen Radiosendungen ins Weltall posaunt. Bei näherer Betrachtung muss man jedoch feststellen, dass das gar nicht so viele sind. Warum? Nun …
    1. In der Zeit vor dem zweiten Weltkrieg waren die üblichen Sendungen auf Mittelwelle und Kurzwelle. Beide Frequenzen verlassen jedoch die Atmosphäre der Erde nicht. Die Wellen werden an der Ionosphäre reflektiert.
    2. Erst seit etwa den 1950ern gibt es UKW und TV, die durch die Atmosphäre durchkommen könnten. Jedoch sind diese Sender so ausgerichtet, dass sie von der Fernsehtürmen aus flach nach unten gerichtet sind. Sie sollen die Zuschauer und Hörer auf dem Boden erreichen, nicht die Leute auf dem Mond. Diese Sendungen kommen also nur zu einem sehr, sehr geringen Teil bis ins Weltall.
    3. Erst Satelliten TV sendet ins Weltall, jedenfalls die Sender, die von der Erde aus die Satelliten versorgen. Jedoch sind diese Satelliten auf einer geostationären Umlaufbahn auf der Ebene des Äquators. Die Sender strahlen zwar recht kräftig, jedoch nur in einer sehr schmalen Ebene ins Weltall. Ein Alienzuschauer müsste sich genau in dieser schmalen Ebene befinden. Es können also nur sehr wenige Aliens unser TV verfolgen.
    4. Zunehmend werden Radiosendungen durch Glasfaser und andere Kabel ersetzt. Auch das Satelliteninternet bringt nicht viel mehr Signale zu den Aliens. Diese Satelliten befinden sich auf einer niedrigen Umlaufbahn. Die Sendestärke der Sender, die nach oben strahlen, ist also sehr viel schwächer als Satelliten TV. Schon in einem nahen Sonnensystem hätte es ein Alien sehr schwer noch irgendwas zu empfangen.
    Es ist also sehr unwahrscheinlich, dass die SETI-Forschung der Aliens die Radiosignale der Erde entdecken wird.
    (Ich vermute, dass das mit den Radiosendungen bei den Aliens ähnlich läuft, wie das bei uns gelaufen ist. Es verwundert mich also nicht, das die SETI-Forschung bisher nichts entdeckt hat.)

    • Ja, es ist alles nicht so einfach. Der „Kniff“ im Roman/Film Contact war ja, dass die Übertragung der Olympischen Spiele von 1936 vergleichsweise stark und gleichzeitig analog war, so dass sie auch kosmisch eine große Reichweite erreichte. Ich habe aber keine Ahnung, ob das stimmt. Vielleicht gibt das ganze Thema ja mal eine eigene Folgenrecherche her.

  2. Dr. Torsten Hentsch sagt

    Hallo liebe Franzi,
    ich wollte gern darauf hinweisen, dass Rinder das Gas Methan nicht furzen, sondern rülpsen.
    Wiederkäuer, wie die Rinder, können Grasland welches nicht direkt für die menschliche Ernährung geeignet ist, nutzen. Dazu gehen sie in ihrem Pansen eine Symbiose mit Bakterien ein. Bei der Verdauung von Cellulose und Hemicellulose und anderen Kohlenhydraten entsteht Essigsäure, Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid. Das Acetat wird von Methanbildner zu Methan und Kohlenstoffdioxid umgewandelt. Ebenso kann aus dem Wasserstoff von anderen Bakterien ebenso Methan produziert werden. Streng genommen stammt also das Methan nicht von der Kuh, sondern von Methanbildner.

    • Lieber Torsten,

      danke, das ist ein sehr wichtiger Hinweis. Ich liebe ja diese Art des Fact Checkings. Wir gehen auf die rülpsenden Kühe mit Sicherheit im nächste Geplänkel (Feedback-Folge) ein.

  3. Prof. Florian Stadler sagt

    Hallo,

    Der Podcast ist immer wieder eine gute Unterhaltung für meine ausgedehnten Abendspaziergänge. Heute abend habe ich diese Folge gehört und beim Hören über einen kleinen Fehler gestolpert und hab den im Transkript bestätigt gefunden.

    Direkt über „Tragisch, Tragisch“ wurde behauptet, daß man die Erde mit der Transitmethode nicht entdecken kann, weil sie zu weit von der Sonne weg sei (angenommen man würde aus großer Entfernung draufschauen).

    Meiner Meinung nach ist das aber irrelevant bei Entfernungen von deutlich mehr als 1 LJ, da die Parallaxe bei so großen Entfernungen keine Rolle mehr spielt. D.h. es ist bei sagen wir mal 100 LJ ziemlich egal ob ein Planet einen Transit 1 Lichtminute oder 1 Lichtstunde von dem jew. Zentralstern hat. D.h. angenommen es gibt einen Transit bei so großen Entfernungen, wäre es ziemlich egal, wie weit der Planet entfernt ist. Natürlich nimmt die Transitwahrscheinlichkeit mit der Planetenentfernung ab, weil der Winkel unter den man den Transit beobachten kann, mit steigender Entfernung sinkt.

    mit freundlichen Grüßen,

    Florian

  4. Hmm, die Gleichgewichtstemperatur der Erde wäre nur bei einem Absorptionsgrad von eins gleich 277 K, was 4°C und einem Treibhauseffekt (vor der Erhöhung des CO2-Gehalts der Atmosphäre durch den Menschen) von 11 Grad entspricht. Tatsächlich wird aber dieser Treibhauseffekt mit 33 Grad angesetzt, weil der Absorptionsgrad nur ca. 0,7 ist und die Gleichgewichtstemperatur der Erde damit nur 255 K. (Zu den 288 K mittlere Oberflächentemperatur vor der Industrialisierung kommen noch 1,2 bis 1,5 Grad durch den Menschen verursachter Treibhauseffekt hinzu.)
    Vermutlich weiß man aber nichts über den Absorptionsgrad der Oberfläche von K2-18b. Insofern ist beim Vergleich mit der Erde schon sinnvoll, die 277 K zugrunde zu legen. Wenn tatsächlich substantielle Mengen von Methan in der Atmosphäre von K2-18b wären, könnte dort der Treibhauseffekt auch ganz ordentlich sein…

    Was die anfänglichen Verwirrungen um Dichte und Masse angeht, so wurde ja ohnehin sofort gesagt, dass neben der Dichte auch der Radius bekannt sei. Ich denke, es ist bei praktisch allen Planeten eine gute Näherung, Kugelform anzusetzen, so dass mit der Kenntnis von Dichte und Radius auch die Masse bestimmbar ist (sogar ohne Messung von Radialgeschwindigkeiten). Ein Planet müsste schon extrem schnell rotieren, um in der Form so stark von einer Kugel abzuweichen, dass der Fehler bei der Massenbestimmung aus Dichte und Radius signifikant wird (d.h. nicht durch den Messfehler in der Radiusbestimmung oder Dichtenbestimmung dominiert wird).

    Allerdings würde mich interessieren, *wie* man die Dichte bestimmen kann, ohne die Masse aus dem gravitativen Wackeln am Stern zu kennen. (Ich hätte vor der Sendung vermutet, dass man sie ohnehin aus dem Radius und der Masse bestimmen muss, wobei ersterer aus dem Grad der Abdunklung des Sterns abschätzbar sein sollte, wenn man die Entfernung von diesem kennt.)

  5. Marcus Munzlinger sagt

    Hi! Jaja, die Frage nach erdähnlichen Atmosphären langweilt Euch, sorry, dann habe ich eine extrem langweilige Frage für Euch: Ich habe mir letztes Jahr einen Google-Alert für „Trappist 1“ gesetzt, weil ich auf die Spektralanalyse der Atmosphären von Trappist b-h, vor allen natürlich von e-f, durch das JWST warte. G, b & c sind ja schon durch, und die Meldung war, dass es dort keine „dichten“ Atmosphäre gäbe. In der Populärpresse kamen dann Meldungen wie „kein Leben auf Trappist c“ oder „Trappist b ist keine zweite Erde“, wobei ja „nur“ Trappist e-f in/an der habitablen Zone liegen und somit für die bisherigen untersuchten Planeten des Trappist-System sich nie derartige Fragen stellten. Nun sind die Planeten dieses Systems ja nah genug an ihrem Stern, um eine Spektralanalyse zu ermöglichen, aber verstehe ich Franzi an einer Stelle auch derart, daß eine erdähnliche Atmosphäre, sprich eine relativ dünne, trotzem nicht durch JWST festgestellt oder zumindest analysiert werden kann? JWST also am Trappist-System nicht die Probe aufs Exempel machen kann, ob Planeten in einer gebundenen Rotation um einen Roten Zwerg trotz dessen Flairs Bedingungen für Leben bieten könnten? HAB ICH MIR DEN GOOGLE-ALERT ETWA UMSONST GESTELLT???? Liebe Grüße!

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