Astronomen finden den stärksten Beweis für Leben auf dem Planeten K2-18b

Kürzlich behaupteten Astronomen, den bisher stärksten Beweis für Leben auf einem anderen Planeten entdeckt zu haben. Einige Astronomen mahnten jedoch zur Vorsicht und forderten andere Forschungsteams auf, die Ergebnisse zu bestätigen und andere nichtbiologische Erklärungen auszuschließen. Im Jahr 2015 entdeckten Astronomen erstmals den Exoplaneten K2-18b und kamen schnell zu dem Schluss, dass er ein vielversprechender Ort für die Entdeckung von Leben sei. Der Planet ist etwa achtmal massereicher als die Erde und umkreist einen 124 Lichtjahre entfernten Stern. Er befindet sich in der bewohnbaren Zone seines Muttersterns, einer Region, in der flüssiges Wasser existieren kann.

Forscher fanden bei weiteren Beobachtungen im Jahr 2019 Hinweise auf Wasserdampf, was darauf hindeutet, dass der Planet möglicherweise von einem Ozean mit einer wasserstoffreichen Atmosphäre darüber bedeckt ist. Allerdings sind sich nicht alle Astronomen einig.

Künstlerische Darstellung des Planeten K2-18b und seines Muttersterns. Bildnachweis: ESA/Hubble, M. Kornmesser

Im Jahr 2023 beobachteten Nikku Madhusudhan von der Universität Cambridge im Vereinigten Königreich und Kollegen mit Instrumenten des James Webb Space Telescope (JWST) der National Aeronautics and Space Administration (NASA) die Atmosphäre von K2-18b im nahen Infrarotlicht und fanden erneut Hinweise auf das Vorhandensein von Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan.

Gleichzeitig entdeckten sie einen spannenden Hinweis: Dimethylsulfid (DMS). Auf der Erde wird dieses Molekül nur von biologischen Organismen produziert, vor allem vom marinen Phytoplankton. Allerdings sind die Anzeichen von DMS sehr schwach. Viele Astronomen glauben, dass stärkere Beweise erforderlich sind, um die Existenz dieses Moleküls zu bestätigen.

Nun beobachteten Madhusudhan und Kollegen K2-18b mit der Mittelinfrarotkamera, einem weiteren Instrument am JWST. Sie fanden ein stärkeres DMS-Signal sowie ein möglicherweise verwandtes Molekül namens Dimethyldisulfid (DMDS), das ebenfalls nur von Lebewesen auf der Erde produziert wird.

„Was wir mit verschiedenen Instrumenten und bei unterschiedlichen Wellenlängen gefunden haben, ist ein unabhängiger Beweis dafür, dass es auf diesem Planeten möglicherweise biologische Aktivität gibt“, sagte Madhusudhan.

Das Forschungsteam behauptet, dass die Erkennung von DMS und DMDS ein statistisches Signifikanzniveau von 3 Sigma erreicht hat, was bedeutet, dass eine Wahrscheinlichkeit von 3‰ besteht, dass Datenmuster wie dieses nur Zufall sind. In der Physik liegt der Standardschwellenwert für die Annahme einer Entdeckung als echte Entdeckung bei 5 Sigma.

Nicholas Wogan vom NASA Ames Research Center in den Vereinigten Staaten sagte, dass dieser Beweis überzeugender sei als die Ergebnisse von 2023, aber noch von anderen Teams überprüft werden müsse. Sobald die Daten veröffentlicht sind, können andere Forscher damit beginnen, die Ergebnisse zu bestätigen. Aufgrund der Schwierigkeit, JWST-Daten zu interpretieren, kann dies jedoch Wochen oder Monate dauern. „Es ist nicht so einfach, die Daten herunterzuladen und zu prüfen, ob ein DMS vorhanden ist. Es ist ein äußerst komplexer Prozess.“

Andere Wissenschaftler stehen den Ergebnissen skeptisch gegenüber. „Die neuen JWST-Beobachtungen liefern keinen überzeugenden Beweis dafür, dass DMS oder DMDS in der Atmosphäre von K2-18b vorhanden sind“, sagte Ryan MacDonald von der University of Michigan.

„Mit K2-18b stehen wir vor einer ‚schreienden Wölfe‘-Situation, in der mehrere frühere Entdeckungsergebnisse, die das 3-Sigma-Niveau erreichten, nach genauerer Prüfung völlig unhaltbar sind. Jede Behauptung, dass es Leben außerhalb der Erde gibt, muss von anderen Wissenschaftlern rigoros überprüft werden.“ MacDonald fügte hinzu.

Madhusudhans Team schätzt, dass 16 bis 24 Stunden weiterer Beobachtungen mit JWST dazu beitragen könnten, 5 Sigma zu erreichen, aber aufgrund der Schwierigkeit, Planetenatmosphären zu beobachten, können sie dies nicht garantieren.

„Die relative Dicke der Planetenatmosphäre entspricht etwa der Dicke der Apfelschale auf der Oberfläche eines Apfels.“ Thomas Beatty von der University of Wisconsin-Madison sagte, wenn weitere Beobachtungen beweisen könnten, dass es sich um eine echte Entdeckung handele, sei das „eine enorme Verbesserung“.

Wogan fügte hinzu, dass das Erreichen von 5 Sigma aufgrund des Rauschens in den Daten grundsätzlich unmöglich sein könnte.

Madhusudhan und Kollegen berechneten, dass die wahrscheinliche Konzentration von DMS und DMDS auf K2-18b mehr als 10 Teile pro Million zu betragen scheint, tausendmal höher als die Konzentrationen in der Erdatmosphäre. Sollte sich dies als wahr erweisen, könnte dies darauf hindeuten, dass die biologische Aktivität dort viel größer ist als auf der Erde, es sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, um zu bestätigen, dass diese Chemikalien biologischen Ursprungs sind.

„Wir müssen äußerst vorsichtig sein.“ Madhusudhan sagte: „Selbst wenn wir DMS und DMDS entdecken, können wir zum jetzigen Zeitpunkt nicht den Schluss ziehen, dass es durch biologische Aktivitäten erzeugt wird. Unter Bezugnahme auf die vorhandene Literatur gibt es jedoch derzeit keinen nicht lebenden Mechanismus, der die von uns beobachteten Phänomene erklären könnte.“

Sara Seager vom Massachusetts Institute of Technology in den Vereinigten Staaten sagte, dass K2-18b möglicherweise für lange Zeit als „Kandidat“ aufgeführt wird, da es schwierig sei zu beweisen, dass die beobachteten Phänomene nicht durch nichtbiologische Erklärungen erklärt werden können. „Dieses Problem wird möglicherweise nie vollständig gelöst.“