Astronomen suchen Bäume auf fremden Planeten

Archiv: Lärchenwald in Südösterreich © Johann Jaritz / CC-by-SA
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Archiv: Lärchenwald in Südösterreich © Johann Jaritz / CC-by-SA 3.0

 

Oxford/ England - Gibt es auf fernen, erdähnlichen Planeten mehrzelliges Leben in Form irdischer Bäume und einen Weg, diese Lebensformen als solche auch zu erkennen? Britische Astrobiologen glauben einen mathematischen Weg hierfür gefunden zu haben.

Wie das Team um Christopher Doughty vom "Environmental Change Institute" an der "University of Oxford" in England im Fachjournal "Astrobiology" schreibt, schlagen sie eine mathematische Methode vor, um herauszufinden, ob lebensfreundliche Planeten komplexes oder nur einfaches Leben hervorgebracht haben.

Hintergrund der Idee ist die Beobachtung, dass Wälder - abhängig vom Sonnenstand bzw. Blickwinkel des Beobachters, das Licht unterschiedliche Weise reflektieren. Dieser Effekt, so die Forscher, könne selbst dann noch identifiziert werden, wenn der entsprechende Planet nur als kleiner Punkt am Himmel auszumachen ist.

Hierzu müssen zuerst die Schatteneffekte verschiedenster Strukturen auf der Oberfläche eines Planeten in Betracht gezogen werden. Eine Methode hierfür ist die sogenannte Bidirektionale Reflektanzverteilungsfunktion (BRDF), wie sie eine Funktion für das reflexionsverhalten von Oberflächen unter beliebien Einfallswinkeln beschreibt und die bereist bei der Erdbebachtung zum Einsatz kommt.

"Stellen sie sich vor, sie gehen an einem sonnigen Tag nach draußen", erläutert Doughty die Methode, "Wenn die Sonne direkt über ihnen steht, können sie ihren eigenen Schatten kaum sehen. Würde jemand ein Bild von genau über ihnen machen, wäre ihre Schatten gar nicht sichtbar. Wenige Stunden später, bei anderem Sonnenstand, ist ihr Schatten dann hingegen sehr gut zu erkennen. Ein erneut von ben gemachtes Foto würde nun auch ihren Schatten zeigen."

Das Blattwerk irdischer Bäume hat sich aus der Konkurrenz um Licht und den Bedarf des Transports von Wasser und Nährstoffen im Innern der Pflanze entwickelt. Die Autoren der Studie gehen davon aus, dass sich auch auf anderen Planeten mehrzelliges Leben unter anderem zu baumähnlichen Strukturen entwickelt haben könnte und somit charakteristische Schatten wirft.

Anhand mathematischer Berechnungen haben die Forscher nun die Helligkeitsveränderungen eines fernen bewaldeten Planeten simuliert, wie sie durch die Bäume entstehen würde und kommen zu dem Schluss, dass ein solcher Waldplanet am hellsten erscheinen würde, wenn sich der Betrachter auf einer Linie mit der Sonne bzw. dem den Planeten erhellenden Stern befinden würde, da dann - wie im obigen Beispiels bildhaft erläutert – die Schatten am wenigsten bzw. gar nicht zu sehen wären.

"Selbst wenn wir den Planeten also nur als einzigen Pixel beobachten könnten, sollte sich seine Helligkeit zusehends verändern, da er schließlich sein Zentralgestirn umkreist, und es so nach und nach zu unterschiedlichen Schattenwürfen kommt, wie sie sich nicht ereignen, sollte es auf dem Planeten keine Bäume geben." Auch andere Faktoren, können die Helligkeit eines Planeten verändern, wenn es etwa auf der Oberfläche Wasser (oder Schnee und Eis) bedeckt ist gibt das ebenfalls das "Sonnenlicht" reflektiert.

Zusätzlich zu Methoden, die beispielsweise mittel spektrografischer Analysen nach bestimmten Gasen und der unterschiedlichen Reflektion verschiedener Lichtspektren etwa durch Pigmente in Pflanzen als Marker für biologische Vorgänge dienen, hoffen die Wissenschaftler mit der neuen Methode einen weiteren Beitrag zur Entdeckung von Leben auf fernen Planeten leisten zu können.

Quelle: grenzwissenschaft-aktuell.de
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