BELLEVUE, Wash. - Wenn sich das Leben auf anderen Planeten wie auf der Erde entwickelt hat, können Außerirdische in Fahrzeugen herumzoomen, die die Umweltverschmutzung in den Weltraum rülpsen. Oder sie hatten ihren eigenen Edison - und einen Planeten, der mit künstlichem Licht bedeckt war.
Eine Gruppe von Astronomen sucht nach diesen seltsamen Signalen von entfernten Exoplaneten oder sogenannten "Technosignaturen", weil sie möglicherweise auf die Existenz intelligenter Zivilisationen anderswo im Kosmos hinweisen. Der Begriff "Technosignatur" ist relativ neu und wurde erstmals 2007 von der Astronomin Jill Tarter geprägt, die zu dieser Zeit Direktorin des Zentrums für SETI-Forschung war.
Aber schon vor der Geburt des Begriffs haben Astronomen nach Technosignaturen gesucht, von denen die beliebtesten Funkübertragungen sind. In der Praxis bedeutete dies oft, nach etwas Seltsamem zu suchen - einer Anomalie in den Daten, die auf das Vorhandensein von etwas Unnatürlichem hinweisen könnte - wie einem Planeten, der etwas zu hell ist. Historisch gesehen wurde diese Suche nicht ernst genommen. Jetzt sagen Wissenschaftler jedoch, dass sie möglicherweise eine echte Chance haben, solche Signale zu finden - solange sie an den richtigen Stellen nach den richtigen Dingen suchen.
Wie würden solche Technosignaturen aussehen? Zum Beispiel könnten beim Scannen entfernter Exoplaneten Datenanomalien wie ein ungewöhnliches atmosphärisches Make-up ein Hinweis auf "komplexe Lebenstechnik seiner Umgebung" sein, sagte Joseph Lazio, Astronom am Jet Propulsion Laboratory der NASA, während eines Vortrags auf der Astrobiology Science Conference on 26. Juni. Aber Wissenschaftler müssen vorsichtig sein; das gleiche Signal "könnte nur ein Planet sein, der mit Teichschaum bedeckt ist, der Sauerstoff produziert", sagte Lazio.
Eine andere mögliche Technosignatur ist das ultraschnelle Blinken eines Sterns. "Wenn Sie beispielsweise einen Stern sehen, der schneller als eine Mikrosekunde ein- und ausschaltet, ist dies offensichtlich kein natürliches Phänomen", sagte er. Darüber hinaus könnte fast jede einigermaßen fortgeschrittene Zivilisation eine solche Signatur schaffen.
"Es ist nicht wirklich so schwierig, wir können es heute auf einem Labortisch tun", sagte Lazio. Menschen haben zum Beispiel Laser geschaffen, die Billionen Billionen Mal pro Sekunde freisetzen, fügte er hinzu.
Radiowellen, die mit einer bestimmten Frequenz durch den Weltraum strahlen, können auch ein Hinweis auf intelligente außerirdische Zivilisationen sein. Natürliche Quellen erzeugen normalerweise keine Radiowellen in einem sehr engen Frequenzbereich, sagte Lazio. Und doch, "es ist wirklich einfach für uns, es zu tun", sagte Lazio künstlich. Also, wenn wir es schaffen ... könnte E.T. nicht?
Die Suche nach Leben im Kosmos hat sich historisch darauf konzentriert, Biosignaturen oder biologische Signale wie Sauerstoff zu finden, der beim Atmen von Lebewesen zurückbleibt. Heute haben wir viele Möglichkeiten, Biosignaturen zu erkennen.
In ähnlicher Weise gibt es mehrere Hauptklassen von Technosignaturen: chemische Signaturen wie Luftverschmutzung; Megastrukturen, die das Licht des Wirtssterns eines Planeten reflektieren, absorbieren oder blockieren; "selbstleuchtende" Signale wie künstliche Beleuchtung, Funk- oder Laserkommunikation; und Abwärme, die "ein unvermeidbares Ergebnis jeglicher Art von Aktivität ist", sagte Svetlana Berdyugina, die Direktorin des Kiepenheuer-Instituts für Sonnenphysik in Freiburg, während des Gesprächs. (Abwärme wird von Maschinen oder anderen Prozessen erzeugt, die Energie verbrauchen).
Berdyugina und ihr Team suchen nach optischen Signalen. Wenn sich ein Planet um seinen eigenen Stern bewegt, ändert sich das vom Planeten reflektierte Licht, je nachdem, wo sich der Planet in seiner Rotation und in seiner Umlaufbahn befindet. Durch Zusammenfügen von Signalen, die von diesem reflektierten Licht im Laufe der Zeit erzeugt werden, können Forscher eine sogenannte Lichtkurve erstellen. Dies könnte wiederum einen Blick auf die Planetenoberfläche werfen - und auf ungewöhnliche Merkmale, sagte Berdyugina. Beispielsweise reflektiert eine riesige Megastruktur das Licht auf eine ganz andere Weise als beispielsweise ein leeres Feld.
Berdyugina und ihr Team verwendeten diese Technik zuvor, um geografische Merkmale wie Berge und Krater auf Planeten und Monden in unserem eigenen Sonnensystem sowie auf simulierten Exoplaneten aufzulösen. Jetzt arbeiten sie daran zu verstehen, ob diese Technik seltsame Formen und künstliche Beleuchtung auf der Oberfläche eines Planeten erkennen lässt.
Es gibt auch andere Programme, die nach Lichtsignalen suchen, wie beispielsweise eine 10-jährige Initiative der Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) namens Breakthrough Listen. Dieses Team untersucht Tausende von Sternen nicht nur auf optische Signale, sondern auch auf Funksignale.
Während sich Astronomen eine nahezu unendliche Liste potenzieller Technosignaturen ausdenken konnten, lohnt es sich, nur eine Handvoll zu suchen.
"Das Spiel besteht darin, etwas Künstliches herauszufinden, das aber auch machbar ist", sagte Thomas Beatty, Assistent des Astronomen am Steward Observatory der University of Arizona, gegenüber Live Science. "Ich denke, wir sind näher als viele Leute sich vorstellen."
Eine Möglichkeit? Unzählige Nachtlichter beleuchten die Oberfläche einer fernen Welt, sagte Beatty bei einem Vortrag auf der Konferenz. Und ein vorgeschlagenes weltraumgestütztes Teleskop namens LUVOIR (Large UV Optical Infrared Surveyor) könnte ein perfektes Werkzeug sein, um nach ihnen zu suchen. Wenn es gebaut wird, wird LUVOIR seinen 8 bis 16 Meter hohen Spiegel verwenden, um Exoplaneten zu scannen und Gase in ihrer Atmosphäre zu messen. Das gleiche Teleskop könne aber auch indirekt Technosignaturen erkennen, fügte er hinzu.
An dem Punkt, an dem Sie Sauerstoffwerte in einer Atmosphäre realisierbar - wirklich stark erfassen - könnten, sollten Sie auch in der Lage sein, Lichter der Stadt zu erkennen, sagte er. Natürlich wird der Sauerstoffgehalt mit einer "exquisiten" Genauigkeit erfasst, und im Vergleich dazu wird die Lichtverschmutzung durch Städte nicht leicht zu finden sein.
Bestehende landgestützte Teleskope wie das Extrem Large Telescope oder das Giant Magellan Telescope könnten möglicherweise auch Stadtlichter auf außerirdischen Planeten erkennen, sagte er. Im Gegensatz zu LUVOIR würden diese erdgebundenen Werkzeuge jedoch durch unsere eigene Atmosphäre etwas behindert. Die Lichter der Stadt müssten also sehr stark sein - ein Exoplanet müsste zehn- oder zwanzigmal so viele Städte haben wie die Erde. Diese dicht gepackten Planeten müssten "wie eine zukünftige Erde aus dem Jahr 2200" sein, damit wir sie finden können, sagte er.
Auch die Suche nach Technosignaturen muss nicht die Bank sprengen. "In einigen Fällen sind es nur Grenzkosten", sagte Lazio. Dies liegt daran, dass Technosignaturen möglicherweise in bereits vorhandenen Daten versteckt sind. Alles was wir tun müssen, ist sie zu finden. Und Technosignaturen (wie Stadtlichter) und Biosignaturen (wie Stadtlichter) könnten gleichzeitig erkannt werden, sagte Berdyugina.
Aber nicht jeder ist davon überzeugt, dass die Suche irgendetwas ergeben wird.
Im Gegensatz zu Biosignaturen könnten außerirdische Technosignaturen zu schwach sein, sagte Gustavo Cruz Diaz, ein Postdoktorand am NASA Ames Research Center, der an den Gesprächen teilnahm, aber nicht an der Forschung beteiligt war. "Wenn uns das außerirdische Leben ansieht, werden sie keine Technosignatur finden", sagte er nach dem Gespräch zu Live Science. Obwohl wir glauben, eine fortgeschrittene Zivilisation zu haben, haben wir unseren Planeten von einem entfernten Platz im Weltraum aus einfach nicht genug verändert, um entdeckt zu werden - zumindest mit unserer vorhandenen Technologie. "Man muss die ganze Erde mit Städten bedecken, um zu wissen, dass dort etwas ist", sagte Cruz Diaz.
Darüber hinaus ändert sich die Technologie ständig, und so suchen wir möglicherweise zur falschen Zeit nach den falschen Dingen, sagte Andrew Mattioda, ein Wissenschaftler am NASA Ames Research Center in Mountain View, Kalifornien, der ebenfalls an dem Vortrag teilnahm. Der Versuch, Signale aus der Technologie zu verwenden, "um eine andere Zivilisation zu identifizieren, ist wie der Versuch, ein sich bewegendes Ziel zu treffen", sagte er. "Sie wissen nicht, welche Technologie sein wird."
Erdgebundene Wissenschaftler sind auch durch das, was wir wissen, eingeschränkt. Das Jagen von Außerirdischen mit Technosignaturen könnte wie das Suchen nach fehlenden Schlüsseln unter einer Straßenlaterne aussehen, da dies der einzige Ort ist, den wir sehen können, sagte Beatty.
Trotzdem können wir nur nach dem suchen, was wir uns vorstellen können, da draußen zu sein, schlug er vor. Wie Shakespeare schreibt: "Es gibt mehr Dinge im Himmel und auf Erden, Horatio, als in Ihrer Philosophie geträumt werden." Aber wir müssen einen Ausgangspunkt haben, und so ist der vernünftige, logische Ausgangspunkt, nach etwas wie der Erde zu suchen ", fügte Beatty hinzu.
Historisch gesehen war die Suche nach Technosignaturen viel weniger beliebt als die Suche nach Biosignaturen, insbesondere im Hinblick auf die Finanzierung, sagte Lazio. Auch wurde die Suche von anderen Astronomen nicht immer ernst genommen, sagte Beatty. Aber das ändert sich jetzt, zum großen Teil, weil "wir sehr gut darin geworden sind, Exoplanetenatmosphären zu messen" und kleine Signale um Exoplaneten herum, sagte Beatty.
Es ist also möglich, dass die Suche nach Technosignaturen mit zunehmender Verbesserung unserer bescheidenen Erdungstechnologie mehr Respekt gewinnt. Immerhin war die Suche nach Leben auf anderen Welten "etwas, das sehr am Himmel zu sein schien", sagte er. "Während wir heute ernsthaft darüber nachdenken."
