Wissenschaftler denken über Pflanzenleben auf extrasolaren erdähnlichen Planeten nach

Wissenschaftler denken über Pflanzenleben auf extrasolaren erdähnlichen Planeten nach
Anonim

Wenn wir an extrasolare erdähnliche Planeten denken, besteht die erste Tendenz darin, sich seltsame Kreaturen wie Jar Jar Binks, Chewbacca und, wenn diese nicht bizarr genug sind, vielleicht sogar den spitzen Vulkanier Spock von Star Trek vorzustellen.

Aber Wissenschaftler, die Hinweise auf das Leben auf extrasolaren Planeten suchen, untersuchen verschiedene Biosignaturen im zur Erde austretenden Lichtspektrum, um über etwas Grundlegenderes und Wesentlicheres als die musikalische Expertise von Droopy McCool zu spekulieren. Sie spekulieren darüber, welche Art von Photosynthese auf solchen Planeten stattfinden könnte und wie die extrasolaren Pflanzen aussehen könnten.

Mal es schwarz

Es könnte sein, dass die Pflanzen schwarz sind, sagt Robert Blankenship, Ph.D., Lucille P. Markey, Professor für Kunst und Wissenschaften an der Washington University in St. Louis. Aber alles hängt von der Größe und Lichtintensität des Sterns - oder der Sonne - ab, von der sich der Planet ernährt, und von der atmosphärischen Chemie des extrasolaren Planeten.

Pflanzen auf der Erde sind grün, weil Chlorophyll die Energie der Sonne nutzt, um Zucker für den Stoffwechsel zu produzieren. Aber unsere Pflanzen sind nicht ganz effizient - sie verschwenden ein bisschen Licht.

"Im Idealfall wollen Sie ein schwarzes Molekül, das das gesamte Licht absorbiert", sagte Blankenship. "Es könnte ein anderes System auf einem extrasolaren Planeten geben, bei dem Pflanzen völlig schwarz sind, wenn das Lichtspektrum, das Organismen zur Verfügung steht, sich von dem Licht unterscheidet, das Organismen auf der Erde zur Verfügung steht.

"Dann werden die Pflanzen natürlich verschiedene Arten von Pigmenten haben, die so abgestimmt sind, dass sie die Wellenlängen des Lichts absorbieren, die auf der anderen Welt verfügbar sind."

Blankenship ist Co-Autor von zwei kürzlich in der Zeitschrift Astrobiology veröffentlichten Artikeln . Die Artikel beschreiben die Arten von Hinweisen, nach denen Forscher suchen, und untersuchen Theorien darüber, wie diese anderen Welten aussehen könnten.

Blankenship ist Teil einer NASA-Arbeitsgruppe, die im Jet Propulsion Laboratory unter dem Namen Virtual Plant Laboratory angesiedelt ist. Er und seine Kollegen untersuchen Licht, das von Sternen und extrasolaren Planeten stammt, um auf ihre Zusammensetzung schließen zu können. Sie können Hinweise erkennen, die beispielsweise auf das Vorhandensein von Wasserdampf, Sauerstoff oder Kohlendioxid hindeuten. Eine Schlüsselbiosignatur ist die Existenz eines Ungleichgewichts - die gleichzeitige Anwesenheit von Dingen, die auf einer toten Welt nicht koexistieren sollten. Das Vorhandensein von Methan und Sauerstoff zusammen auf einem extrasolaren Planeten wäre zum Beispiel eine starke Rauchwaffe für die mögliche Existenz von Leben.

Ein Leben am Abgrund

Sie untersuchen auch den "roten Rand" -Effekt. Bei einer Entfernung von 700 Nanometern über die normale Sicht des Menschen hinaus ist dieses Reflexionsspektrum ein Indiz für die Tatsache, dass eine sehr intensive Chlorophyllabsorption stattfindet.

Eine dritte Möglichkeit, extrasolare Planeten zu finden, besteht darin, nach wackeligen Sternen zu suchen. Wenn sich ein Planet - insbesondere ein massereicher Planet - um den Stern dreht, taumelt der Stern ein wenig. Das Hubble-Weltraumteleskop hat wackelige Sterne gefunden.

Die NASA hat zwei Missionen in Arbeit, um mögliche Hinweise auf das Leben auf extrasolaren Planeten zu finden. Eines davon ist ein weltraumgestütztes Instrument, mit dem Messungen im nahen Infrarotbereich durchgeführt werden können. Der andere misst längere Wellenlängen, um gute Biosignaturen für Dinge wie Methan und Sauerstoff zu erhalten.

Blankenship sagte, dass Spekulationen über die natürliche Welt der extrasolaren Planeten an dieser Stelle spekulativ seien, es jedoch wichtig sei, einen Überblick über die Möglichkeiten zu bekommen, wie die Dinge aussehen könnten, welche Messungen durchgeführt werden müssten und welche Experimente durchgeführt werden müssten, um festzustellen, ob es sich um extrasolare Planeten handele ist das Leben auf einer anderen Welt.

"Ich denke, dass jeder denkt, dass es erdähnliche gibt, aber nur sehr wenige wurden bisher entdeckt", sagte er. "Eines der Dinge, die ich gelernt habe, ist, dass Sie Ihren Geist von den Zwängen befreien müssen, zu denken, dass das Leben anderswo wie das Leben hier sein muss."

Energie auf jeder Welt ist kritisch, sagte er, und es muss ein System auf einem extrasolaren Planeten geben, das das Einfangen und Speichern von Licht beinhaltet.

"Wenn man eine andere Welt betrachtet, muss man feststellen, dass das Leben dort von der Photosynthese im weitesten Sinne abhängt, aber es ist wahrscheinlich nicht identisch mit der Art und Weise, wie die Photosynthese hier funktioniert", sagte Blankenship. "Sie brauchen Moleküle, die Licht absorbieren, das stark gefärbt ist, aber ob sie die gleichen grünen Farben haben, die wir auf der Erde kennen, ist unwahrscheinlich."

In ähnlicher Weise hängt das Leben auf der Erde von DNA und Proteinen ab. Aber da draußen?

"Ich glaube nicht, dass DNA etwas Magisches an sich hat, denn es muss dasselbe sein wie hier", sagte er. "Aber es muss eine Art informationstragendes Molekül geben - ebenfalls höchst unwahrscheinlich, dasselbe wie unsere DNA -, dessen Informationen so codiert sind, dass sie Informationen übertragen können. Wir haben Proteine, die alles Schmutzige bewirken Arbeit in der Zelle in Bezug auf Chemie. Sie können sich eine andere Art von Molekül vorstellen, das diese Art von Chemie ausführen würde. Vielleicht hätte es das gleiche Proteinrückgrat mit Peptidbindungen und so weiter. Aber es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass es zusammengesetzt wäre Es ist faszinierend zu spekulieren, und ich denke, wir werden mehr wissen, wenn wir mehr Hinweise bekommen. "

Quelle: WUSTL, Von Tony Fitzpatrick