Lebenszeichen aus der Ferne finden

Wenn ich versuchen würde, einen Planeten mit bereits existierendem Leben zu kolonisieren , wie würde ich es schaffen, einen Kandidatenplaneten vom Komfort der Erdumlaufbahn aus zu lokalisieren? Ich interessiere mich für die Sterne irgendwo innerhalb von 40 Lichtjahren von der Erde und mit relativ realistischer Technologie (keine FTL-Laufwerke oder Zeitmaschinen).

Ich bin mit der Technologie hinter der Spektrographie vertraut, aber sie scheint ziemlich unzuverlässig zu sein, wenn es darum geht, eine Multi-Billionen-Dollar-Mission zu starten. Dies deutet darauf hin, dass einige Gase, die mit Leben auf der Erde korrelieren, möglicherweise nicht auf Leben auf Exoplaneten hindeuten. Wie können wir uns also sicher genug sein, dass Leben Tausende von Kolonisten zu einem fernen Stern schicken?

  • Wirklich große Teleskope?
  • Spektographie?

Anders als bei dieser Frage frage ich insofern nach einem viel größeren Maßstab und versuche nicht, einen Trope zu verstehen.

Wenn Sie nach Beispielen aus der realen Welt oder sogar Theorien suchen, werden Sie meiner Meinung nach nicht viel finden. Auch in der Science-Fiction kann ich mich an keine Situationen erinnern, in denen Leben über Lichtjahre hinweg nachgewiesen werden konnte. Ich denke, Sie sind besser dran, wenn Sie ein Wundergerät mit der Hand bewegen, das dies kann, aber nicht genau erklären, wie es funktioniert.
Hinweis: Ihr wirklicher Grund, Kolonisten zu einem fernen Stern zu schicken, ist nicht „wir haben einige interessante Gase gefunden“. Es ist normalerweise etwas Extrem genug, um Expeditionen im Wert von mehreren Billionen Dollar überhaupt zu rechtfertigen, wie "unser Planet stirbt".
Verwandte: Wie weit müsste eine außerirdische Zivilisation entfernt sein, damit wir sie nicht bemerken? Sie können die Antwort darauf nehmen und sich für einen Aspekt rückwärts vorarbeiten, um Ihre Frage zu beantworten.
Die kurze Antwort ist, dass es keinen entfernten Weg gibt, Leben definitiv nachzuweisen – die Spektroskopietechniken, die wir bereits haben, sind das Beste, was wir uns ausgedacht haben. Wenn das Leben, das wir zu beobachten versuchen, weit genug fortgeschritten ist, könnten sie natürlich ihre Entdeckung viel einfacher machen, indem sie etwas Künstliches und Erkennbares bauen.
Was für ein Leben willst du? Bist du mit Cyanobakterien einverstanden, oder sollten es Pflanzen und Fische etc. sein? Letzteres würde eine Sonde benötigen, der Nachweis unbekannter Lebensformen anhand atmosphärischer Spurengase ist eine Menge Rätselraten.

Antworten (4)

Aus welchen Gasen die Atmosphäre besteht, kann man feststellen, wenn man sie mit der sogenannten Transitmethode erforscht. Diese Methode ist bisher die mit Abstand erfolgreichste beim Auffinden von Exoplaneten. Und so funktioniert es:

Sie messen einfach, wie hell ein Stern ist. Wenn ein Planet einen Stern umkreist, befindet er sich manchmal genau zwischen Stern und Erde. In diesem Fall verdunkelt es den Stern um einen winzigen Rand, aber genug, um den Planeten zu erkennen.

Ein kleiner Teil des Sterns wird nicht vom Planeten selbst, sondern von seiner Atmosphäre verdunkelt. Wenn Sie ein sehr ausgeklügeltes Teleskop haben, können Sie das erkennen. Sie müssen einfach die Spektroskopie verwenden und etwas rechnen, um zu berechnen, was Sie dort finden könnten.

Während es viele Gase gibt, die durch geologische Aktivität entstehen können, gibt es einige, von denen bekannt ist, dass sie nur von lebenden Organismen produziert werden. Wenn Sie auch nur den geringsten Hinweis darauf finden, wissen Sie, dass es live ist.

Anmerkung: Bisher (Oktober 2016) wurde dies bei Exoplaneten nicht erfolgreich durchgeführt, aber einige Teleskope werden genau dafür gebaut. Gut möglich, dass wir zwischen 2020 und 2030 die ersten Hinweise auf Leben erhalten.

Sie wissen also, welche Gase vorhanden sind, aber wie hilft Ihnen das bei der Erkennung von Lebendgasen? CO2, Methan und andere Gase, die typischerweise mit dem Leben in Verbindung gebracht werden, könnten auch natürlich vorkommen, daher gibt es keine endgültige Antwort.
Das ist die wahre Antwort. Siehe Sniffing Alien Atmospheres: Exoplanet spectrophotometry und Exoplanets: Under a Microscope, and Through a Wide-field Lens, wo sie vorhersagt, wann eine solche Messung erstmals veröffentlicht wird.
@lurch Willkommen beim Weltenbau! Vielleicht möchten Sie meine Referenzen überprüfen und bestimmte Details in Ihrem Beitrag bearbeiten. Im Grunde wäre das die Antwort, die ich geschrieben hätte.☺
Nur weil ein Planet einen Stern umkreist, garantiert das nicht, dass der Planet von der Erde aus gesehen jemals in unterer Konjunktion des Sterns sein wird, da die Ekliptik des fernen Sonnensystems in einem Winkel gesehen werden kann. Stellen Sie sich für die einfachste Visualisierung die Galaxie als Kuchen vor, wobei jedes Sternensystem flach in einer einzigen Schicht liegt. Wenn jemand in einem Sternensystem dann auf ein anderes Sternensystem schaut, werden Konjunktionen nur innerhalb derselben Schicht auftreten. Fügen Sie nun hinzu, dass nicht alles flach oder ordentlich geschichtet ist.
Stimmen Sie jedoch einer gut geschriebenen Antwort zu, die einen guten Vorschlag enthält, wie Sie das tun können, was das OP verlangt. Ich hoffe, du bleibst hier.
@ventsyv Ich nehme an, es hängt bis zu einem gewissen Grad davon ab, wie absolut das OP die Antwort haben muss. Wir können noch nicht einmal genau definieren, was Leben hier auf der Erde ausmacht, also ist es noch ein langer Weg, bis wir strenge Kriterien festlegen können, wie wir Leben auf anderen Planeten entdecken können. Wir können jedoch mit dem arbeiten, was wir haben, und vielleicht gute Annäherungen an eine Antwort auf die Frage erhalten, ob ein Planet Leben beherbergt, und die Spektroskopie kann einen großen Teil davon ausmachen.
Die Okkultationsmethode tötet 95% aller möglichen Systeme ab. Sie sollten mit einem Coronagraph gehen, sonst finden Sie möglicherweise nichts im Bereich von 40 LJ, wie vom OP angegeben. Trotzdem ist das keine Science-Fiction. Die NASA hat bereits Bilder von Planeten mit diesem ziemlich groben System auf Hubble gemacht.

Sie schicken eine Sonde.

Entweder eine ultraschnelle Vorbeiflugsonde, die nur Sensordaten und Bilder zur Erde zurücksendet, oder Sie schicken eine langsamere, aber intelligentere Kombination aus Orbiter und Lander.

Weitere Informationen finden Sie unter Mars.

Ich wollte auch eine Sonde vorschlagen, aber es hört sich so an, als ob Sie nach etwas im Bereich der Fernerkundung suchen würden. Wenn jedoch etwas eine Reise von mehreren Billionen Dollar wert ist, bin ich sicher, dass sie Geld sparen können, um eine Sonde zu senden, die dann die Techniken anwenden könnte, die in der von Ihnen genannten Frage besprochen wurden.
@Cradle2theGabe Ah, ich bin davon ausgegangen, dass, solange der Beobachter auf Abstand bleibt, alle Geräte in der Nähe platziert werden können.
Entschuldigung, ich wollte den Kommentar an den Autor der Frage richten. Deine Idee gefällt mir und ich finde sie sehr praktisch.

Wenn Temperatur, Strahlung und Wasser in Ordnung sind und Sie einen hohen Sauerstoffgehalt finden, dann ist es sicher, von einer Art Leben auszugehen.

Sauerstoff kann ohne Leben vorhanden sein, aber nicht zu >10%, und nicht auf einem Planeten, der durchschnittlich 25°C Wasser hat und aufgrund eines instabilen Muttersterns keine Strahlungshölle ist.

Seien Sie nicht zu aufgeregt: Das einzige, was Sie finden könnten, sind Felsen, die mit einer dünnen, schleimigen Hülle aus außerirdischen Cyanobakterien überzogen sind. ;-)

Es gibt einen fertigen Plan für einen weltraumgestützten Koronographen, der die erforderlichen Spektren leicht aufnehmen könnte. Der NASA gefiel der Plan (noch) nicht, weil dafür ein zusätzlicher Satellit benötigt wird, der kilometerweit vom Teleskop in Richtung des Ziels geflogen wird. Es frisst also viel Kraftstoff und hält nicht sehr lange. ;-)

Etwas mehr Science-Fiction? Google nach dem "exo earth imager".

Sie benötigen mehrere Sonden.

Die Spektrographie gibt nur wenige Informationen über Elemente in der Atmosphäre, aber um überlebensfähig zu sein, sind andere Maßnahmen wichtig:

  • Strahlung vom Stern (hat der Planet ein Magnetfeld),
  • die Stabilität des Klimas (vielleicht können wir überleben, aber wir müssen darauf vorbereitet sein),
  • Stabilität des Planetensystems (ich meine: Wenn das Planetensystem neu oder instabil ist, ist es wahrscheinlich, dass es häufig Meteoriten gibt, die Klima und Kolonie schädigen könnten.
  • Ressourcen auf der Kruste des Planeten (um die richtigen Werkzeuge zu haben, um die Kolonie zu ernähren).
Ich sehe diese Probleme nicht: Das Magnetfeld ist irrelevant, wenn die Atmosphäre ausreichend dick ist. Mars -> Problem, Erde -> fein, in den Jahrtausenden ohne Magnetfeld bei den vielen Polumkehrungen in der Erdvorgeschichte hat es noch nie eine Massenauslöschung gegeben. Ressourcen? Mit echtem Pech könnte der Planet von einem tiefen Ozean bedeckt sein. Ansonsten sind Aluminium und Eisen sicherlich reichlich vorhanden, und der Rest der PSE wird auch da sein. Stabilität? Wenn wir einen Planeten sehen können, können wir auch das ganze System erkennen. Wenn es da ist und nicht sehr verrückt aussieht, ist es stabil.
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