TIn dieser Woche schrieb das James-Webb-Weltraumteleskop Geschichte, es erwies sich als das leistungsstärkste weltraumgestützte Observatorium, das die Menschheit je gebaut hat, und enthüllte einen winzigen Teil des riesigen Universums um uns herum in atemberaubenden Details. Astronomen auf der ganzen Welt wurden jubelnd, in Tränen aufgelöst und sprachlos gezeigt. Astrobiologen wie ich, die den Ursprung, die Evolution, die Verteilung und die Zukunft des Lebens im Universum studieren, sind ebenfalls ziemlich aufgeregt. Durch die Enthüllung von Bildern von Galaxien aus Anbeginn der Zeit und chemischen Daten von Planetenatmosphären hat das JWST die Macht, uns bei der Beantwortung einer der ältesten Fragen der Menschheit zu helfen: Sind wir allein im Universum?
Das erste veröffentlichte spektakuläre Bild war das des Galaxienhaufens SMACS 0723, bekannt als Webbs erstes Deep Field. Dieses Bild bedeckt nur einen Fleck am Himmel, der ungefähr so groß ist wie ein Sandkorn, das jemand auf Armeslänge von jemandem am Boden hält – und doch ist es voll von Galaxien, buchstäblich Tausenden von ihnen. Innerhalb jeder Galaxie könnte es durchschnittlich 100 Milliarden Sterne geben, von denen jeder seine eigene Familie von Planeten und Monden umkreist.
Angesichts der Tatsache, dass wir allein in unserem Sonnensystem mehrere bewohnbare (Erde) oder potenziell bewohnbare (Mars, Europa, Enceladus, Titan) Welten haben, stehen die Chancen da draußen andere Planeten oder Monde zu finden, die das Potenzial haben, Leben zu beherbergen, wie wir es kennen es hat exponentiell zugenommen. Das Universum ist wahrscheinlich übersät mit ihnen.
Die Verwendung eines anderen Instruments namens MIRI (Mid-Infrared Instrument) auf derselben Ansicht enthüllt noch mehr über den Charakter dieser Sterne und Galaxien. Einige erscheinen blau, weil sie nicht viel Staub und ältere Sterne enthalten, während andere Objekte, wahrscheinlich Galaxien, rot erscheinen, weil sie in Staub gehüllt sind. Am spannendsten finde ich die jetzt grün eingefärbten Galaxien. Das Grün zeigt an, dass der Staub in diesen Galaxien eine Mischung aus Kohlenwasserstoffen und anderen chemischen Verbindungen enthält – den chemischen Bausteinen des Lebens. ]
Das Team hat auch ein damit aufgenommenes Infrarotspektrum veröffentlicht Feinführungssensor und Nahinfrarotbildgeber und schlitzloser Spektrograph (FGS-NIRISS) Instrument, das das Sternenlicht analysierte, während es durch die Atmosphäre strömte Wespe-96b, ein heißer, jupiterähnlicher Planet in 1.150 Lichtjahren Entfernung, der seinen Stern näher umkreist als Merkur unsere Sonne. Diese Wellenlinien zeigten uns das Vorhandensein von Wasserdampf in seiner Atmosphäre (der Planet ist viel zu heiß für flüssiges Wasser). Das ist ein sensationelles Ergebnis, und jetzt beginnt die Detektivarbeit wirklich, wenn wir die kleineren, felsigen Planeten absuchen, in der Hoffnung, Welten zu finden, in denen Bedingungen für das Leben geeignet sind.
Wie werden wir das tun? Wir suchen nach erdähnlichen Atmosphären, die von Stickstoff, Kohlendioxid und Wasser dominiert werden, da eine erdähnliche Atmosphäre per Definition unser Goldstandard für Bewohnbarkeit ist. Aber die Erdatmosphäre war in der Geschichte des Lebens nicht immer so zusammengesetzt, und wir sind sicher, dass andere atmosphärische Mischungen bewohnbare Welten schaffen können. Wir nennen diese „Bewohnbarkeitsmarker“, und sie umfassen auch das Glitzern von Licht, das von Ozeanen reflektiert wird, und die Auswirkungen der Vegetation.
Astrobiologen suchen auch nach Biosignaturgasen in diesen entfernten exoplanetaren Atmosphären – also Gasen, die auf biologische Aktivität hinweisen. Zum Beispiel ist Sauerstoff ein vorherrschendes Gas in der modernen Erdatmosphäre, und das meiste davon wird durch Photosynthese produziert. Auch die Hauptquelle von Methan in unserer Atmosphäre wird durch Methanogenese produziert, eine uralte Form des Stoffwechsels für einige Mikroorganismen. Ich sollte hier sagen, dass es nicht einfach sein wird, eindeutige Signaturen des Lebens zu identifizieren. Viele haben neben biologischen auch abiotische (nicht lebende) Quellen; Sie können durch Vulkane, Wasser-Gesteins-Wechselwirkungen oder sogar menschliche Aktivitäten entstehen.
Zumindest vorerst werden wahrscheinlich nur solche Biosignaturen mit globaler, planetarischer Wirkung nachweisbar sein. Der Nachweis dieser Bewohnbarkeitsmarker oder Biosignaturgase mit dem JWST wird jedoch verlockend genug sein, um uns innezuhalten und die fraglichen Welten tiefer zu erforschen. Und das ist erst einmal mehr als spannend genug.
Das JWST hat bereits in nur wenigen Tagen unsere Sichtweise auf das Universum verändert und wird uns in Zukunft die Augen für die chemische und, wenn wir Glück haben, biologische Zusammensetzung anderer Welten darin öffnen. Vielleicht bekommen wir endlich den Beweis, dass das Leben in der einen oder anderen Form universell ist und dass wir, wie ich immer geglaubt habe, nie wirklich allein waren.