Allein im All?

  • 07. August 2015

Biopigmente verraten sich durch starke Polarisierung reflektierten Lichts – zunächst Suche bei Alpha Centauri.

Ein neuer Ansatz, um nach Leben auf anderen Planeten zu forschen: Ein internationales Team hat herausgefunden, wie pflanzliche Biopigmente, sogenannte photosynthetische Pigmente, spezifische Spuren in dem von ihnen reflektierten Licht hinterlassen. Diese Biosignaturen hat Svetlana Berdyugina vom Physikalischen Institut der Albert-Ludwigs-Universität und dem Freiburger Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik gemeinsam mit Forschern der University of Hawaii und der Universität Aarhus mithilfe von Polarisationsfiltern nachgewiesen. Wären auf einem Planeten Biopigmente als Zeichen für Leben vorhanden, würden diese ihre Signatur im reflektierten Licht hinterlassen und wären nachweisbar.

Abb.: Das vom Blatt reflektierte polarisierte Licht enthält einen Fußabdruck von den Biopigmenten des Blatts. Mit einem Polarisationsfilter, hier als Brille dargestellt, sind diese Biosignaturen nachweisbar. (Bild: S. Berdyugina)

Abb.: Das vom Blatt reflektierte polarisierte Licht enthält einen Fußabdruck von den Biopigmenten des Blatts. Mit einem Polarisationsfilter, hier als Brille dargestellt, sind diese Biosignaturen nachweisbar. (Bild: S. Berdyugina)

Photosynthetische Pigmente sind pflanzliche Substanzen, die bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts absorbieren und reflektieren. Biopigmente befinden sich in Pflanzen, Algen, Bakterien, in der menschlichen Haut sowie im menschlichen Auge und sind für deren farbige Erscheinungen verantwortlich. So absorbieren zum Beispiel Chlorophyll-Pigmente in Pflanzenblättern blaues bis rotes Licht, reflektieren dagegen einen kleinen Teil des grünen Lichts im sichtbaren Bereich und erscheinen dadurch grün. Davon ausgenommen ist infrarotes Licht, das zur Hälfte reflektiert und zur anderen Hälfte durch das Blatt hindurch geht. Carotinoide absorbieren blaues und rotes, reflektieren aber gelbes Licht und sind deshalb typischerweise rot, orange oder gelb gefärbt.

Die Wissenschaftler entdeckten, dass der Teil des sichtbaren Lichts, den verschiedene Pflanzen in Farben reflektieren, polarisiert ist. Jedes Biopigment hinterlässt einen farbigen Fußabdruck im polarisierten Licht,wie Forscher mithilfe von Polarisations­filtern belegen konnten. Auch die Signatur im polarisierten Licht von Pflanzen auf fernen Planeten wäre auf diese Weise nachweisbar. Der hohe Kontrast der Biosignaturen in der Polarisation ist entscheidend dafür, sie im überwältigend hellen Sternenlicht zu finden, in dem die exoplanetaren Signale versteckt sind.

„Diese Technik könnte der Schlüssel dazu sein, in dem der Sonne nächstgelegenen Planeten­system Alpha Centauri nach Leben zu suchen“, sagt Berdyugina. Vor allem der Stern Alpha Centauri B ist der Astrophysikerin zufolge aufgrund seiner Entfernung von der Erde für die Suche mit Teleskopen optimal. Bislang ist noch kein Planet in der bewohnbaren Zone von Alpha Centauri B bekannt. „Sogar schon bevor ein solcher Planet gefunden wird, können wir mithilfe des Polarisierungs­verfahrens nach Biosignaturen suchen, die auf Leben hindeuten“, sagt Berdyugina. Für weiter entfernte Planetensysteme werden deutlich größere Teleskope benötigt. Bis solche Teleskope zur Verfügung stehen, möchte das Team im Licht des Alpha-Centauri-Systems nach photo­synthetischen Fußabdrücken suchen.

U. Freiburg / DE

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