Biopigmente können Leben auf anderen Erden offenbaren

Beispiele von Proben (Pflanzen und Sand) mit unterschiedlichen Pigmenten (links oben), Spektren von erdähnlichen Planeten, deren sichtbare Oberfläche komplett mit den verschiedenen Pigmenten bedeckt ist im Vergleich zu einer komplett mit klarem Wasser bedeckten Oberfläche (links unten). Das Labor und das Instrument sind auf der rechten Seite abgebildet.

Der Nachweis von Leben auf anderen Planeten ist eines der großen Ziele der modernen Astrophysik. Prof. Dr. Svetlana Berdyugina und ihr Team haben für diese Suche eine neue Methode entwickelt. Sie haben im Labor Proben von Pflanzen mit unterschiedlichen biologischen Pigmenten (Biopigmente) untersucht, und herausgefunden, dass das von diesen Biopigmenten reflektierte Licht stark linear polarisiert ist. Das heißt, dass die reflektierte elektromagnetische Welle bevorzugt in einer bestimmten Ebene schwingt. Die Präsenz solcher Biopigmente auf einem Planeten würde in dessen reflektiertem Licht eine klare Signatur in der Polarisation hinterlassen.

Das Team hat auch nicht-biologische Proben untersucht, Sand und Steine mit unterschiedlichen mineralischen Pigmenten. Die Messdaten wurden dazu verwendet Spektren von erdähnlichen Planeten zu modellieren. Im Gegensatz zu den Biopigmenten zeigen die mineralischen Pigmente keinen auffällig hohen Polarisationsgrad im reflektierten Licht und lassen sich somit einfach von den Biopigmenten unterscheiden. Das ist eine gute Nachricht für künftige Großteleskope und Weltraummissionen, die sich mit der Suche nach Signaturen von Leben auf nahen erdähnlichen Planeten befassen sollen.

Eine wissenschaftliche Publikation mit diesen Resultaten wird im Herbst in dem `International Journal of Astrobiology' erscheinen . In dem Magazin der Universität Freiburg ist bereits ein Artikel dazu erschienen.

Die Labormessungen wurden ausgeführt mit einem Prototyp des `Innovative Polarimeter' (InnoPol). InnoPol wurde gebaut von einem Konsortium bestehend aus dem KIS, der University of Hawaii (USA), und der University of Turku (Finnland), und finanziert mit Mitteln aus dem SAW Wettbewerbsverfahren der Leibniz Gemeinschaft. Das Instrument wird derzeit am 3.6m AEOS Teleskop am Haleakala Observatory (Maui , USA) eingesetzt. Eine am KIS gebaute Kopie wird künftig für weitere Untersuchungen von biologischen und nicht-biologischen Proben eingesetzt um die Modelle von extrasolaren erdähnlichen Planeten, deren Reflexionseigenschaften und Atmosphären zu verbessern. Diese Arbeit wird zum Teil auch aus Mitteln des ERC Advanced Grant HotMol gefördert.