Astronomen haben mit dem Hubble-Weltraumteleskop Ozon in der Erdatmosphäre entdeckt, das als Biosignatur gilt, indem das vom Mond reflektierte Sonnenlicht verwendet wird. Wissenschaftler führten Messungen während einer Mondfinsternis durch und simulierten damit die Beobachtungssituation des Transits eines erdähnlichen Exoplaneten entlang der Scheibe seines Sterns, was es ermöglicht, die Methodik zur Untersuchung der Atmosphären anderer Planeten zu verbessern. Der Artikel wurde im Astronomical Journal veröffentlicht.
Da die Zahl der entdeckten Exoplaneten wächst, interessieren sich Astronomen zunehmend nicht für die Suche nach neuen Objekten, sondern für die umfassende Untersuchung bereits bekannter Objekte, insbesondere ihrer Atmosphären. Bei erdähnlichen Exoplaneten sind zuverlässige Methoden zur Suche nach Biosignaturen in ihrer Atmosphäre mittels Transitspektroskopie oder direkter Beobachtung erforderlich. Auf der modernen Erde ist eine der wichtigsten Biosignaturen Sauerstoff, der durch sauerstoffhaltige Photosynthese entsteht. Ozon, als Produkt der Sauerstoffphotolyse, gilt auch als Biosignatur, und die Ozonschicht fungiert auch als Schild, der das Leben auf der Erdoberfläche vor ultravioletter Strahlung der Sonne schützt.
Eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Allison Youngblood vom Atmospheric and Space Physics Laboratory in Colorado hat die Ergebnisse ungewöhnlicher Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops veröffentlicht. Wissenschaftler haben die Möglichkeit getestet, Ozon in der Atmosphäre der Erde, die als Modell-Exoplanet fungierte, während seines Durchgangs durch die Sonne nachzuweisen. Zu diesem Zweck hat das Teleskop während der totalen Mondfinsternis vom 20. bis 21. Januar 2019 kontinuierlich das von einem Ausschnitt der Mondoberfläche reflektierte und durch die Erdatmosphäre hindurchtretende Licht der Sonne aufgenommen und mit dem STIS-Spektrographen Transmissionsspektren empfangen.
Der Bereich auf dem Mond, der vom Teleskop für Beobachtungen verwendet wird.
Mondfinsternis-Diagramm.
Trotz der Komplexität der Beobachtungen konnten Astronomen Ozon in den erhaltenen Spektren mithilfe der Hartley-Huggins-Bänder (bei Wellenlängen von 3000-3300 Angström) und Chappuis-Bändern (bei Wellenlängen von 4500-5700 Angström) während der Halbschattenphase der Sonnenfinsternis identifizieren. Während der Schattenphase wurden nur Chappuis-Streifen beobachtet. Diese Ergebnisse zeigen, wie die Transmissionsspektren im optischen und nahen ultravioletten Wellenlängenbereich für erdähnliche Exoplaneten aussehen können, jedoch stellen die Autoren fest, dass der Nachweis von Ozon in der Atmosphäre eines solchen Exoplaneten die Existenz von Leben auf seiner Oberfläche nicht garantiert und es ist notwendig, nach mehreren Biosignaturen gleichzeitig zu suchen, zum Beispiel Ozon und Methan. …
Zuvor haben wir darüber gesprochen, wie Astronomen erstmals Wasserdampf in der Atmosphäre eines Exoplaneten in der bewohnbaren Zone ihres Sterns fanden und auch Exoplaneten in der Nähe des sonnennahen Sterns Tigardena als erdähnlich erkannten.
