Brokkoli gibt zusammen mit anderen Pflanzen und Mikroorganismen Gase ab, die ihnen helfen, Giftstoffe auszuscheiden. Wissenschaftler glauben, dass diese Gase überzeugende Beweise für Leben auf anderen Planeten liefern könnten.
Diese Arten von Gasen entstehen, wenn Organismen einem unerwünschten chemischen Element ein Kohlenstoffatom und drei Wasserstoffatome hinzufügen. Dieser als Methylierung bezeichnete Prozess kann potenzielle Toxine in Gase umwandeln, die sicher in die Atmosphäre schweben. Wenn diese Gase in der Atmosphäre eines anderen Planeten mit Teleskopen entdeckt würden, würden sie auf Leben irgendwo auf diesem Planeten hindeuten.
„Methylierung ist auf der Erde so weit verbreitet, dass wir davon ausgehen, dass das Leben anderswo dies tun wird“, sagte Michaela Leung, Planetenforscherin der UCR. „Die meisten Zellen haben Mechanismen, um Schadstoffe freizusetzen.“
Ein methyliertes Gas, Methylbromid, hat mehrere Vorteile gegenüber anderen Gasen, die traditionell bei der Suche nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems verwendet werden. Leung leitete eine neue Studie, veröffentlicht im Astrophysical Journal, Untersuchung und Quantifizierung dieser Vorteile.
Erstens bleibt Methylbromid kürzer in der Atmosphäre als herkömmliche Biosignaturgase.
„Wenn Sie es finden, besteht die Möglichkeit, dass es vor nicht allzu langer Zeit hergestellt wurde – und was auch immer es hergestellt hat, produziert es immer noch“, sagte Leung.
Ein weiterer Vorteil: Methylbromid wird eher von etwas Lebendem hergestellt als von einem Gas wie Methan, das von Mikroben hergestellt werden kann. Es kann aber auch ein Produkt eines Vulkans oder eines anderen geologischen Prozesses sein.
„Es gibt begrenzte Möglichkeiten, dieses Gas auf nicht-biologischem Wege herzustellen, daher ist es eher ein Hinweis auf Leben, wenn man es findet“, sagte Leung.
Darüber hinaus absorbiert Methylbromid Licht in der Nähe einer „Cousin“-Biosignatur, Methylchlorid, wodurch beide und das Vorhandensein von Leben leichter zu finden sind.
Obwohl Methylbromid auf der Erde weit verbreitet ist, ist es in unserer Atmosphäre aufgrund der Intensität des UV-Lichts unserer Sonne nicht leicht nachweisbar. Ultraviolette Strahlung löst chemische Reaktionen aus, die Wassermoleküle in der Atmosphäre abbauen und sie in Produkte zerlegen, die das Gas zerstören.
Die Studie ergab jedoch, dass Methylbromid um einen M-Zwergstern herum leichter zu entdecken wäre als in diesem Sonnensystem oder ähnlichen Sternen. M-Zwerge sind kleiner und kühler als unsere Sonne, und sie produzieren weniger UV-Strahlung, die Wasser zersetzt.
„Ein M-Zwerg-Wirtsstern erhöht die Konzentration und Nachweisbarkeit von Methylbromid im Vergleich zur Sonne um vier Größenordnungen“, sagte Leung.
Dies ist ein Vorteil für Astronomen, da M-Zwerge mehr als zehnmal häufiger vorkommen als Sterne wie unsere Sonne und die ersten Ziele bei der zukünftigen Suche nach Leben auf Exoplaneten sein werden.
Aus diesen Gründen sind die Forscher optimistisch, dass Astrobiologen beginnen werden, Methylbromid bei zukünftigen Missionen und bei ihren Planungen für die Fähigkeiten von Teleskopen zu berücksichtigen, die in den kommenden Jahrzehnten gestartet werden sollen.
Während das James-Webb-Weltraumteleskop nicht besonders darauf optimiert ist, erdähnliche Planetenatmosphären um andere Sterne herum zu erkennen, werden einige extrem große bodengestützte Teleskope bis Ende des Jahrzehnts in Betrieb gehen. Und sie werden besser geeignet sein, die Zusammensetzung der Atmosphären dieser Planeten zu analysieren.
Das UCR-Forschungsteam wird das Potenzial anderer methylierter Gase für die Suche nach außerirdischem Leben untersuchen, da diese Gruppe von Gasen besonders eng mit Leben verbunden ist, und nur mit Leben.
„Wir glauben, dass Methylbromid eines von vielen Gasen ist, die üblicherweise von Organismen auf der Erde produziert werden und aus der Ferne überzeugende Beweise für Leben liefern können“, sagte Eddie Schwieterman, UCR-Astrobiologe, Co-Autor der Studie und Leiter von Leungs Forschungsgruppe. „Das ist nur die Spitze des Eisbergs.“
(Titelbild: masa44/iStock/Getty)
