Leben im All? Forscher entdecken starke Biosignaturen auf Exoplanet K2-18b
Der Stern K2-18 in 124 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Löwe hat einen Planeten, auf dem es flüssiges Wasser gibt. Vor drei Wochen hat ein Forscherteam Hinweise auf Biosignaturen veröffentlicht.
Von Robert Seeberger
neue-redaktion@neue.at
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Einer der großen Fragen der Astrophysik ist, ob wir allein im Universum sind oder ob es zumindest einfaches Leben auf fremden Welten gibt. Vor Kurzem erschien im angesehenen Fachjournal „Astrophysical Journal Letters“ ein Artikel des Forschungsteams um Nikku Madhusudhan von der Universität Cambridge. Darin berichten die Astrophysiker über den Nachweis von Dimethylsulfid und Dimethyldisulfid in der Atmosphäre des Exoplaneten K2-18b.
Die Substanzen gelten als Hinweise auf Leben, denn auf der Erde werden die Moleküle von einfachen Lebewesen wie Phytoplankton in den Ozeanen erzeugt. Viele Medien titelten überschwänglich über den Nachweis von Leben. Die Entdecker sind optimistisch, bleiben aber wie die übrige Fachwelt etwas zurückhaltender.
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Ein Expolanet mit Wasser
Der Planet K2-18b wurde vor zehn Jahren mit dem Weltraumteleskop Kepler entdeckt. Der Stern K2-18 ist ein Roter Zwergstern in 124 Lichtjahren Entfernung. Seine Masse liegt bei 41 Prozent der Sonnenmasse und sein Radius beträgt 39 Prozent des Sonnenradius. Der Stern ist von freiem Auge nicht sichtbar. Mit einem kleinen Teleskop ist er derzeit am Abendhimmel zu finden. Er steht gegen 21.30 Uhr hoch im Süden im Sternbild Löwe. Seine Helligkeit beträgt 13,5 Magnituden. Bei einem seiner Planeten K2-18b wurde bereits 2019 Wasserdampf entdeckt. In 33 Tagen läuft der Planet mit 2,6 Erdradien und 8,6 Erdmassen einmal um seinen Mutterstern. K2-18b befindet sich in der habitablen Zone und somit herrschen für Leben angenehme Temperaturen. Er ist wahrscheinlich völlig von Ozeanen bedeckt und hat eine wasserstoffreiche Atmosphäre.
Das James Webb Teleskop (JWT) arbeitet bereits seit drei Jahren erfolgreich in 1,5 Millionen Kilometer Entfernung von der Erde. Es verfügt über Infrarotspektrografen, welche die Atmosphäre von Exoplaneten auch auf ihre chemischen Elemente analysieren können. Das Sternenlicht von K2-18 durchdringt beim Umlauf des Planeten seine Atmosphäre. Dabei werden die typischen Infrarotlinien von Molekülen der Planetenatmosphäre sichtbar.
Dimethylsulfid und Dimethyldisulfid
Das Forscherteam um Nikku Madhusudhan hat bereits 2023 Methan, Kohlendioxid und einen schwachen Hinweis auf Dimethylsulfid (DMS) bei K2-18b gefunden. DMS wird in irdischen Meeren durch Plankton erzeugt und gibt den Ozeanen ihren typischen Geruch. Auch die aktuellen Messungen hat das JWT durchgeführt. Beide Resultate sind unabhängig voneinander, da die alten Messungen im nahen und die jüngeren im mittleren Infrarot erfolgt sind. Zusätzlich hat das Team 2025 auch Dimethyldisulfid (DMDS), einen weiteren Bioindikator nachgewiesen. Die Konzentrationen der Schwefelverbindungen sind tausendmal stärker als auf der Erde. Genau das wurde für diese Art von Planeten theoretisch vorhergesagt.
Außerirdisches Leben gefunden?
Madhusudhan ist vorsichtig optimistisch, möchte aber für die Behauptung, dass Leben auf einer anderen Welt gefunden wurde, weitere Daten und Erkenntnisse gewinnen. Die Fachwelt bleibt skeptisch, ohne die Studie anzuzweifeln. Aber für so eine bedeutende Entdeckung müssen die Beweise noch klarer sein: Die statistische Aussagekraft soll verbessert werden. Denn mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,3 Prozent ist das Resultat ein Zufall. Weitere 24 Stunden Messung am James Webb Teleskop kann den Wert auf 0,00006 Prozent drücken. Es muss mit Sicherheit belegt werden, dass die Moleküle DMS und DMDS nur vorkommen können, wenn einfache Lebewesen beteiligt sind. Theoretische und experimentelle Studien müssen das Mengenverhältnis von DMS und DMDS und möglicher anderer Biosignaturen vorhersagen können. Dann aber wäre die sensationelle Entdeckung auch in der Fachwelt unstrittig.
Dimethylsulfid und Dimethyldisulfid erklärt
Dimethylsulfid (DMS) ist eine organische Schwefelverbindung mit der chemischen Formel C₂H₆S. Auf der Erde entsteht sie vor allem in den Ozeanen – als Stoffwechselprodukt von Mikroorganismen wie Phytoplankton. Beim Zerfall bestimmter Algenstoffe wird DMS freigesetzt und gelangt in die Atmosphäre.
In der Natur ist DMS nicht nur für den charakteristischen „Meeresgeruch“ verantwortlich, sondern spielt auch eine Rolle im globalen Schwefelkreislauf. Es beeinflusst die Bildung von Wolken und damit das Klima. Da DMS ausschließlich durch biologische Prozesse entsteht, gilt es als potenzieller Biosignaturstoff für Leben auf anderen Planeten.
Dimethyldisulfid (DMDS) ist eine organische Schwefelverbindung mit der chemischen Formel C₂H₆S₂. Auf der Erde entsteht sie unter anderem durch den bakteriellen Abbau von pflanzlichem Material und durch Stoffwechselprozesse in marinen Mikroorganismen. Auch in bestimmten Lebensmitteln oder bei der Zersetzung organischer Substanz kann DMDS auftreten.
In der Umwelt hat DMDS eine ähnliche Herkunft wie Dimethylsulfid (DMS), kommt aber in deutlich geringeren Mengen vor. Es wird ebenfalls als potenzieller Biomarker betrachtet – also als Hinweis auf mikrobielles Leben, insbesondere in sauerstoffarmen, wasserreichen Umgebungen wie Ozeanen.