Wenn es eine Farbe gibt, die hier auf der Erde direkt mit dem Leben in Verbindung gebracht wird, dann ist es Grün. Von Zimmerpflanzen bis hin zu Gärten, Feldern, Wäldern und Dschungeln – riesige Grünflächen bedecken einen Großteil des gesamten Landes. Nicht umsonst begünstigten die Bedingungen auf unserem Planeten die Entwicklung von Organismen, die Photosynthese betreiben, wofür sie den grünen Farbstoff Chlorophyll verwenden.
Aber „da draußen“ müssen die Dinge nicht immer die gleichen sein, und Grün ist möglicherweise nicht die geeignetste Farbe, um das Leben jenseits der Erde zu entdecken. Beispielsweise könnte ein Planet, der unserem ähnelt, aber einen anderen Stern als die Sonne umkreist, beispielsweise einen Roten Zwerg, von Bakterien heimgesucht werden, die Infrarotstrahlung anstelle von sichtbarem Licht nutzen, um die Photosynthese voranzutreiben.
Auf der Suche nach lila Welten
Diese Bakterienarten sind den Wissenschaftlern nicht unbekannt, da sie auch auf der Erde vorkommen. Und es stellt sich heraus, dass ihre Pigmente nicht grün sind, sondern eine intensive violette Farbe haben, so dass sie, wenn sie in einer anderen Welt die dominierenden wären, einen „leuchtenden Abdruck“ erzeugen würden, der sich stark vom irdischen unterscheidet. Ein markanter violetter Fußabdruck, der laut einem Forscherteam der Cornell University in einem in „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ veröffentlichten Artikel von der nächsten Generation von Teleskopen entdeckt werden könnte, sowohl auf der Erde als auch im Weltraum.
„Lila Bakterien – erklärt Lígia Fonseca Coelho, Erstunterzeichnerin des Artikels mit dem Titel „Lila ist das neue Grün: Biopigmente und Spektren violetter erdähnlicher Welten“ – können unter einer Vielzahl von Bedingungen gedeihen, was sie zu einem der wichtigsten macht Anwärter auf das Leben, die verschiedene Welten beherrschen könnten.
Mit den Worten von Co-Autorin Lisa Kaltenegger: „Wir müssen eine Datenbank mit Lebenszeichen erstellen, um sicherzustellen, dass unsere Teleskope keine Chance verpassen, Leben zu entdecken, wenn es nicht genau so aussieht, wie wir es jeden Tag um uns herum finden.“ “
Ein Farbkatalog
Astronomen haben bisher mehr als 5.500 Exoplaneten bestätigt, darunter mehr als 30 potenziell erdähnliche. Neue Observatorien der nächsten Generation, wie das Extremely Large Telescope oder das Habitable Worlds Observatory, werden die chemische Zusammensetzung dieser Welten erforschen, die sich in den bewohnbaren Zonen ihrer Sterne befinden (wo die Bedingungen die Existenz von flüssigem Wasser begünstigen). Oberfläche) und analysieren Sie deren Zusammensetzung.
Um diese Aufgabe zu erleichtern, erstellten Coelho und sein Team anhand des Lebens auf der Erde einen Katalog mit den Farben und chemischen Signaturen, die eine Vielzahl von Organismen und Mineralien im Licht eines Exoplaneten aufweisen würden, der von einem anderen Stern als dem beleuchtet wird eins.
Daher sammelten und kultivierten die Forscher Proben von mehr als 20 Arten von Purpurbakterien, die in einer Vielzahl von Umgebungen gedeihen können, von seichten Gewässern, Küsten und Sümpfen bis hin zu hydrothermalen Quellen in der Tiefsee.
Was zusammen als „lila Bakterien“ bekannt ist, hat tatsächlich eine Reihe von Farben, darunter Gelb, Orange, Braun und Rot. Das liegt an den unterschiedlichen Pigmenten, die sie verwenden und die beispielsweise dafür sorgen, dass Tomaten rot und Karotten orange werden.
Alle diese Bakterien gedeihen in rotem oder energiearmem Infrarotlicht und nutzen einfachere Photosynthesesysteme mit Formen von Chlorophyll, die Infrarotlicht absorbieren und keinen Sauerstoff produzieren. Laut der Studie waren diese Arten von Organismen wahrscheinlich am häufigsten auf der frühen Erde vor dem Aufkommen der Photosynthese, wie wir sie kennen, und könnten besonders für Planeten geeignet sein, die kühlere Rote Zwerge umkreisen, die kälteste Art von Sternen in unserer Galaxie.
„In bestimmten Nischen gibt es sie hier bereits reichlich“, sagt Coelho. „Stellen Sie sich vor, sie würden nicht mit grünen Pflanzen, Algen und Bakterien konkurrieren: Eine rote Sonne könnte ihnen die günstigsten Bedingungen für die Photosynthese bieten.“
Die violette Kraft
Nachdem die Forscher die verschiedenen Pigmente der Purpurbakterien und ihre Lichtsignaturen katalogisiert hatten, erstellten sie Modelle erdähnlicher Planeten mit unterschiedlichen Bedingungen und Wolkenbedeckungen. In einer Vielzahl simulierter Umgebungen erzeugten die Purpurbakterien intensiv gefärbte Biosignaturen.
„Wenn violette Bakterien wirklich auf der Oberfläche einer gefrorenen Erde, einer Ozeanwelt, einer Schneeballerde oder einer Erde, die einen kälteren Stern umkreist, gedeihen“, sagt der Forscher, „haben wir jetzt die Werkzeuge, um nach ihnen zu suchen.“
Die Entdeckung eines „blassvioletten Punkts“ in einem anderen Sonnensystem würde intensive Beobachtungen dieses Planeten auslösen, um andere Farbquellen auszuschließen, beispielsweise bunte Mineralien, die Wissenschaftler ebenfalls katalogisieren. Für Kaltenegger „öffnen wir einfach unsere Augen für diese faszinierenden Welten um uns herum.“ „Lila Bakterien können unter so unterschiedlichen Bedingungen überleben und gedeihen, dass man sich leicht vorstellen kann, dass Lila in vielen verschiedenen Welten zum ‚neuen Grün‘ geworden ist.“
