Schattenspiele: Erde als Exoplanet

Viele Amateurastronomen werden am 21. Januar 2019 früh aufstehen. Sehr früh. Bereits etwa dreieinhalb begannen diejenigen, die etwa zwei Stunden später in einer totalen Mondfinsternis gipfelten.

Eine solche Mondfinsternis auf der Erde entspricht immer einer Sonnenfinsternis auf dem Mond. Matthias Mallonn Vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam war es verlockend, eine Sonnenfinsternis vom Mond aus zu beobachten. Es gibt eine Abweichung. Sonnenlicht geht durch die Erdatmosphäre, trifft dann auf den Mond und der Mond reflektiert ihn. „Also nehmen wir das vom Mond reflektierte Licht und untersuchen es, indem wir den Mond betrachten“, erklärt der Astrophysiker.

Die Helligkeit der Erde bringt es ans Licht

Auf diese Weise gelang es Wissenschaftlern, eine Mondbeobachtung zu simulieren. Sie nennen es Sonnenlicht – analog zum Sonnenlicht – das Sonnenlicht, das auf den Mond fällt, nachdem er die Erdatmosphäre passiert hat. Die Atmosphäre verändert das Licht der Sterne. Das vorgesehene Licht wird entfernt; Stattdessen erscheinen Absorptionslinien bestimmter chemischer Elemente. „Abhängig von den Wellenlängen, die im Licht fehlen, kann daraus abgeleitet werden, wie die Planetenatmosphäre chemisch zusammengesetzt ist“, sagt Mallonn.

Im Boden sind dies Sauerstoff, Wasser, Kalzium, Kalium und Natrium. Die Forscher konnten die Absorptionslinien dieser Atome und Moleküle im Helligkeitsspektrum der Erde während der Mondfinsternis im Januar 2019 nachweisen.

Es ist Sauerstoff im Boden!

Die US Space Agency kam zu dem gleichen Ergebnis NASA. deine Hubble-Weltraumteleskop hatte auch das Licht der Erde während der Mondfinsternis im Januar letzten Jahres gesehen. Sowohl Europäer als auch Amerikaner kamen zu den gleichen Ergebnissen, nämlich. Sie haben die gleichen chemischen Elemente in der Erdatmosphäre entdeckt.

Und das war wirklich nicht überraschend. „Der Nachweis dieser Elemente hat keine wissenschaftliche Bedeutung“, gibt Matthias Mallonn zu. „Wir haben nichts Neues über die Erdatmosphäre gelernt.“ Weil natürlich bekannt war, dass es diese und andere chemische Elemente enthielt. „Für uns war es jedoch eine Frage, ob wir sie mit dieser Messmethode nachweisen können – denn später können wir sie möglicherweise auf diese Weise in der Atmosphäre von Exoplaneten nachweisen.“

Lebensbeweise

Dies war der Zweck dieser komplizierten Aktion, von der Sonne über die Erdatmosphäre bis zum Mond und zurück: Können chemische Elemente in der Atmosphäre eines Planeten nachgewiesen werden, wenn das Licht seines Haussterns durch die Atmosphäre des Planeten scheint? „In der Atmosphäre von Exoplaneten werden wir bald nach Molekülen suchen, die möglicherweise etwas mit dem Leben zu tun haben, nämlich Sauerstoff, Wasser, Methan und Ozon“, fügt der Astrophysiker hinzu Wilhelm Kley vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen. „Deshalb haben wir Europäer und in diesem Fall auch die Amerikaner speziell nach Sauerstoff und Wasser in der Erdatmosphäre gesucht.“ Sauerstoff ist besonders interessant, weil er durch Pflanzen durch Photosynthese im Boden gebildet wird – ein Lebenszeichen.

Bestandener Test – das Verfahren hat funktioniert. Astronomen wissen jetzt, nach welchen Absorptionslinien sie suchen müssen, wenn sie beispielsweise in der Atmosphäre eines Exoplaneten nach Sauerstoff, Wasserstoff oder Ozon suchen. „Wenn Sie beispielsweise Informationen über Sauerstoff haben, können Sie daraus Rückschlüsse ziehen, ob die Erde bewohnt ist oder nicht. „Aber wir wissen, dass es bewohnt ist.“ Erde, ja – aber wir wissen immer noch nicht über 4.000 oder mehr Exoplaneten.