Erkennbarkeit der Erde von fernen Planetensystemen

Die Erkennbarkeit der Erde von fernen Planetensystemen ist ein Thema der Astronomie. Astronomen nutzen derzeit verschiedene Methoden, um ferne Exoplaneten von der Erde aus zu entdecken. Diese Methoden können auch dazu verwendet werden, die Erde als Planeten der Sonne aus fernen Planetensystemen zu entdecken.[1] So könnten außerirdische Intelligenzen feststellen, ob es Leben auf der Erde gibt.

Geschichte

In den 1980er Jahren überzeugte der Astronom Carl Sagan die NASA, ein Experiment zur Suche nach Leben und Zivilisation auf der Erde mit den Instrumenten der Raumsonde Galileo durchzuführen. Die Sonde startete im Oktober 1989 und richtete während des ersten Vorbeiflugs im Dezember 1990 ihre Instrumente auf die Erde, als sie sich in einer Entfernung von 960 km von der Erdoberfläche befand. Sagans Veröffentlichung trug den Titel „Die Suche nach Leben auf der Erde mit der Raumsonde Galileo“ (en. A Search for Life on Earth from the Galileo Spacecraft). Er schrieb, dass „hochauflösende Bilder von Australien und der Antarktis, die während des Überflugs von Galileo aufgenommen wurden, keine Anzeichen von Zivilisation zeigten“.[2] Andere Messungen wiesen jedoch Vegetation nach und detektierten Radiosignale.[3]

Am 14. Februar 1990 richtete die Raumsonde Voyager 1 ihre Kamera aus einer Entfernung von etwa 6 Milliarden Kilometern auf die Erde. Sie erschien als Pale Blue Dot, als winziger Punkt, im Weltraum.

Im Oktober 2020 identifizierten Astronomen zunächst 508 Sterne innerhalb eines Radius von 100 Parsec (326 Lichtjahre) um das Sonnensystem, die die Erde aufgrund ihrer günstigen Position in Bezug auf den Erdtransit vor der Sonne als Planeten vor der Sonne beobachten könnten.[4][5][6][7] Im Juni 2021 benannten Astronomen 1715 Sterne (mit wahrscheinlich zugehörigen Exoplanetensystemen), die seit Beginn der menschlichen Zivilisation (vor etwa 5000 Jahren) eine günstige Beobachtungsmöglichkeit der Erde geboten haben. Sieben bekannte Exoplaneten-Wirtssterne, darunter Ross 128, gehören zu diesen Sternen.

Es wird erwartet, dass in den nächsten 5000 Jahren weitere 319 Sterne an diesem besonderen Aussichtspunkt eintreffen werden.[8] Von Teegardens Stern und Trappist-1 wird man die Erde voraussichtlich in 29 bzw. 1642 Jahren beobachten können. Von Menschen ausgesendete Radiowellen haben über 75 der nächstgelegenen untersuchten Sterne erreicht.[8]

Ebenfalls Im Juni 2021 berichteten Astronomen von 29 Planeten in der habitablen Zone der Wirtssterne, von der aus man die Erde beobachten könnte.[9]

Methoden

Die Transitmethode ist das beliebteste Werkzeug zur Entdeckung von Exoplaneten und das gängigste Verfahren zur spektroskopischen Analyse der Atmosphäre von Exoplaneten. Studien, die auf der Transitmethode basieren, sind daher nützlich für die Suche nach außerirdischem Leben jenseits des Sonnensystems, beispielsweise durch das SETI-Programm (Search for Extraterrestrial Intelligence), die Breakthrough Listen Initiative sowie die bevorstehende TESS-Mission (Transiting Exoplanet Survey Satellite).

Die Erkennbarkeit der Erde aus fernen Sternensystemen könnte die Entdeckung der Menschheit und/oder die Analyse der Erde aus der Ferne ermöglichen, etwa mittels „atmosphärischer SETI“ zur Ermittlung von atmosphärischen Zusammensetzungen, die nur durch den Einsatz von Technologien erklärbar sind – etwa irdische Luftverschmutzung mit Stickstoffdioxid aus z. B. Transporttechnologien.[10][11][12] Die am einfachsten oder wahrscheinlichsten detektierbaren künstlichen Funksignale von der Erde sind kurze Impulse, die von Frühwarn- und Weltraumüberwachungsradaren zur Raketenabwehr, den Anti-Ballistic Missile Systemen (ABM) während des Kalten Krieges und später von astronomischen und militärischen Radaren, ausgesendet wurden.[13][14] Sie könnten von sehr weit entfernten, möglicherweise sternbasierten Empfangsstationen empfangen werden – jede einzelne davon würde kurze Episoden starker Impulse erfassen, die sich in Abständen von einem Erdtag wiederholen – und könnten genutzt werden, um sowohl die Erde als auch die Anwesenheit einer radarnutzenden Zivilisation auf ihr zu entdecken.[15]

Frühe konventionelle (analog ausgestrahlte) Radio- und Fernsehsendungen sind laut Forschern bereits auf kurzen Distanzen nicht mehr nachweisbar.[16][17] Studien legen nahe, dass das Abstrahlen von Radiosendungen – wobei das eigentliche Programmmaterial wahrscheinlich nicht nachweisbar ist – eine Technosignatur sein kann, die in Entfernungen von bis zu hundert Lichtjahren mit einer Technologie, die dem irdischen Square Kilometer Arrays entspricht, nachweisbar ist,[18] wenn der Standort der Erde bereits bekannt ist.[19][20][14] Ebenso könnte es, wenn der Standort der Erde bekannt ist, möglich sein, mithilfe von Atmosphärenanalysen Leben oder günstige Bedingungen dafür auf der Erde über Biosignaturen nachzuweisen. Dazu gehören auch MERMOZ-Instrumente, die in der Lage sein könnten, lebende Materie auf der Erde aus der Ferne zu erfassen.[21][22][23]

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. ↑ Nadia Drake: Werden wir beobachtet? – Astronomen identifizieren die Sterne mit Sicht auf unseren Planeten. In: nationalgeographic.de. 5. Juli 2021, abgerufen am 27. Dezember 2025.
  2. ↑ Carl Sagan, W. Reid Thompson, Robert Carlson, Donald Gurnett, Charles Hord: A search for life on Earth from the Galileo spacecraft. In: Nature. 365. Jahrgang, Nr. 6448, 23. Oktober 1993, S. 715–721, doi:10.1038/365715a0, PMID 11536539, bibcode:1993Natur.365..715S (englisch, ufrgs.br [PDF]).
  3. ↑ Alexandra Witze: How would we know whether there is life on Earth? This bold experiment found out. In: Nature. 622. Jahrgang, Nr. 7983, 16. Oktober 2023, S. 451–452, doi:10.1038/d41586-023-03230-z, PMID 37845527, bibcode:2023Natur.622..451W (englisch).
  4. ↑ L. Kaltenegger, J. Pepper: Which stars can see Earth as a transiting exoplanet? In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 499. Jahrgang, Nr. 1, 20. Oktober 2020, S. L111–L115, doi:10.1093/mnrasl/slaa161, arxiv:2010.09766 (englisch, oup.com [abgerufen am 24. Oktober 2020]).
  5. ↑ Rafi Letzer: Aliens on 1,000 near stars could see us, new study suggests, 22. Oktober 2020. Abgerufen am 24. Oktober 2020 (englisch). 
  6. ↑ Blaine Friedlander: Smile, wave: Some exoplanets may be able to see us, too In: Cornell University, 21. Oktober 2020. Abgerufen am 24. Oktober 2020 (englisch). 
  7. ↑ Jamie Carter: Are We Being Watched? There Are 509 Star Systems With A Great View Of Life On Earth, Say Scientists In: Forbes, 22. Oktober 2020. Abgerufen am 24. Oktober 2020 (englisch). 
  8. ↑ a b L. Kaltenegger, J.K. Faherty: Past, present and future stars that can see Earth as a transiting exoplanet. In: Nature. 594. Jahrgang, Nr. 7864, 23. Juni 2021, S. 505–507, doi:10.1038/s41586-021-03596-y, PMID 34163055, arxiv:2107.07936, bibcode:2021Natur.594..505K (englisch, nature.com [abgerufen am 23. Juni 2021]).
  9. ↑ Ian Sample: Scientists identify 29 planets where aliens could observe Earth – Astronomers estimate 29 habitable planets are positioned to see Earth transit and intercept human broadcasts In: The Guardian, 23. Juni 2021 (englisch). 
  10. ↑ Pollution on other planets could help us find aliens, Nasa says In: The Independent, 12. Februar 2021. Abgerufen am 6. März 2021 (englisch). 
  11. ↑ Can Alien Smog Lead Us to Extraterrestrial Civilizations? In: Wired. Abgerufen am 6. März 2021 (amerikanisches Englisch).
  12. ↑ Ravi Kopparapu, Giada Arney, Jacob Haqq-Misra, Jacob Lustig-Yaeger, Geronimo Villanueva: Nitrogen Dioxide Pollution as a Signature of Extraterrestrial Technology. In: The Astrophysical Journal. 908. Jahrgang, Nr. 2, 22. Februar 2021, ISSN 1538-4357, S. 164, doi:10.3847/1538-4357/abd7f7, arxiv:2102.05027, bibcode:2021ApJ...908..164K (englisch).
  13. ↑ Jacob Haqq-Misra, Michael W. Busch, Sanjoy M. Som, Seth D. Baum: The benefits and harm of transmitting into space. In: Space Policy. 29. Jahrgang, Nr. 1, 1. Februar 2013, ISSN 0265-9646, S. 40–48, doi:10.1016/j.spacepol.2012.11.006, arxiv:1207.5540, bibcode:2013SpPol..29...40H (englisch, sciencedirect.com [abgerufen am 9. April 2021]).
  14. ↑ a b W. T. III Sullivan: Strategies for the Search for Life in the Universe (= Astrophysics and Space Science Library. Band 83). 1980, ISBN 978-90-277-1226-4, Radio Leakage and Eavesdropping, S. 227–239, doi:10.1007/978-94-009-9115-6_20, bibcode:1980ASSL...83..227S (englisch, harvard.edu [abgerufen am 9. April 2021]).
  15. ↑ XI. Planets and Life around Other Stars. In: International Geophysics. 87. Jahrgang. Academic Press, 1. Januar 2004, S. 592–608, doi:10.1016/S0074-6142(04)80025-1, bibcode:2004InGeo..87..592. (englisch, sciencedirect.com [abgerufen am 5. April 2021]).
  16. ↑ How far from Earth could aliens detect our radio signals? In: BBC Science Focus Magazine. 21. Dezember 2019, abgerufen am 9. April 2021 (englisch).
  17. ↑ This is how far human radio broadcasts have reached into the galaxy. In: The Planetary Society. Abgerufen am 9. April 2021 (englisch).
  18. ↑ How Far Into Space Can Radio Telescopes Hear? In: Forbes. Abgerufen am 9. April 2021 (englisch).
  19. ↑ João Pedro De Magalhães: A direct communication proposal to test the Zoo Hypothesis. In: Space Policy. 38. Jahrgang, 1. November 2016, ISSN 0265-9646, S. 22–26, doi:10.1016/j.spacepol.2016.06.001, arxiv:1509.03652, bibcode:2016SpPol..38...22D (englisch): "Während die Grenzen der Detektion von Radiosignalen der Erde Gegenstand von Debatten sind (Sullivan argumentiert ~25 Lichtjahre, Atri et al. (2011) und Baum et al. (2011) bis zu 100 Lichtjahre), da sie weitgehend von der Größe der Empfangsantenne abhängen"
  20. ↑ Avi Loeb, Matias Zaldarriaga: Eavesdropping on radio broadcasts from galactic civilizations with upcoming observatories for redshifted 21 cm radiation. In: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. 2007. Jahrgang, Nr. 1, 22. Januar 2007, S. 020, doi:10.1088/1475-7516/2007/01/020, arxiv:astro-ph/0610377, bibcode:2007JCAP...01..020L (englisch, iop.org [abgerufen am 9. April 2021]).
  21. ↑ Patty, C.H.L.: Biosignatures of the Earth I. Airborne spectropolarimetric detection of photosynthetic life. In: Astronomy & Astrophysics. A68. Jahrgang, 2021, S. 651, doi:10.1051/0004-6361/202140845, arxiv:2106.00493, bibcode:2021A&A...651A..68P (englisch, aanda.org [abgerufen am 21. Juni 2021]).
  22. ↑ Patty, C.H. Luca: Biosignatures of the Earth. In: Astronomy & Astrophysics. 651. Jahrgang, 1. Juni 2021, S. A68, doi:10.1051/0004-6361/202140845, arxiv:2106.00493v1, bibcode:2021A&A...651A..68P (englisch).
  23. ↑ Universität Bern: Scientists Use New Technology to Detect Signatures of Life Remotely In: SciTechDaily.com, 20. Juni 2021. Abgerufen am 21. Juni 2021 (englisch). 
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