Der Sternenhimmel ist faszinierend. Vor einiger Zeit unterhielt ich mich mit einem Bekannten und irgendwie kam das Gespräch auf die Astronomie – genauer gesagt auf die Informationen, die man heute über ferne Sterne und Planeten hat. Er nahm an, dass besagte Forschungsergebnisse auf reiner Mutmaßung beruhen. Ich hielt dagegen, und zwar mit informativem Licht. Das Zauberwort heißt Spektroskopie. Durch die Beobachtung und Analyse des Lichts von einem Stern lässt sich nämlich sehr viel über dessen Aufbau, Bewegung, Zusammensetzung usw. feststellen. Dazu wird das Licht in ein Spektrum aufgespalten, das Spektrum untersucht und besagtes Spektrum beinhaltet irrsinnig viele Informationen – wenn man sie zu lesen versteht. Da das vielleicht von allgemeinem Interesse sein könnte und auch allgemein der Bildung förderlich ist kommt jetzt der nachfolgende Beitrag (in dem allerdings vieles zwecks besserem Verständnis sehr stark vereinfacht dargestellt wird). Was also kann man aus dem Lichtspektrum eines Sterns ablesen?

Sterntyp: Das Gesamtspektrum (die Spektralklasse) ist typisch für die Fusionsprozesse in Sternen. Aus dem Gesamtspektrum inklusive der Helligkeit kann folglich auf den Sterntyp und somit darauf geschlossen werden, ob es sich um eine gelbe Sonne, einen Weißen Zwerg, einen Roten Riesen, einen Blauen Überriesen usw. handelt.
Gravitation: Der Sterntyp korreliert mit einer bestimmten Gravitation.
Sterntemperatur: Aus der Spektralklasse lässt sich die Temperatur eines Sterns ermitteln.
Bewegung: Die Bewegung eines Sterns verschiebt das Gesamtspektrum entweder in den roten Bereich (der Stern entfernt sich von uns) oder in den blauen Bereich (der Stern kommt auf und zu); man nennt das Spektralverschiebung und die beruht auf dem Doppler-Effekt (den kennt man von Radarfallen her).
Geschwindigkeit: Die Stärke der Spektralverschiebung korreliert mit der Geschwindigkeit des Sterns.
Elemente: Besonders helle Linien, die Emissionslinien in Linienspektren, sind Fingerabdrücke von definierten Elementen, aus denen der Stern besteht.
Einfache Moleküle: Absoptionslinien oder Fraunhoferlinien sind schwarze Fehlstellen im Spektrum und charakterisieren sowohl viele Elemente wie auch einfache Moleküle.
Organische Moleküle: So genannte Bandenspektren im IR- wie auch im UV-Bereich gestatten Rückschlüsse auf organische Moleküle bzw. auf deren Bestandteile.
Zusammensetzung: Die Breite der Emissions- und Absorptionslinien erlaubt ungefähre Rückschlüsse auf die quantitative Zusammensetzung eines Sterns.
Entfernung: Bei bekannten Elementen kann aus der Rotverschiebung und den Linienspektren auf die Entfernung des Sterns geschlosssen werden.
Dichte: Aus Leuchtkraft, Temperatur und Zusammensetzung lässt sich die Dichte eines Sterns und sein ungefährer, interner Aufbau errechnen.
Habitable Zone: Da die Spektralklasse mit der Größe und die wiederum mit der Gravitation eines Sterns korreliert, kann bei bekannter Spektralklasse die Entfernung vom Stern, in der flüssiges Wasser möglich ist (die so genannte habitable Zone, die als Lebensvoraussetzung gilt), ermittelt werden.
Planeten: Wird das Licht eines Sterns periodisch verdunkelt bzw. abgeschattet, dann ist das ein Hinweis auf einen Planeten und untersucht man dessen Licht nach den gleichen Kriterien, dann sind Aussagen über den Aufbau des Planeten selbst (und ob darauf Leben existieren könnte) möglich.
Umlaufbahn von Planeten: Aus der Periodizität der partiellen Abschattung eines Sterns lässt sich die Umlaufgeschwindigkeit und Umlaufbahn eines Planeten errechnen und die gibt Auskunft darüber, ob besagter Planet sich in der habitablen Zone befindet.

Blickt man nachts in den Sternenhimmel, dann sieht man hell leuchtende Punkte. Untersucht man diese leuchtenden Punkte Stück für Stück mit den entsprechenden Instrumenten ganz genau, dann findet man viele Informationen über den Punkt, ergo über den zugehörigen Stern und kann dann viele Folgerungen daraus ableiten. Man darf dabei allerdings niemals vergessen, dass dieses Licht zu uns mitunter sehr lange unterwegs gewesen ist, z. T. nämlich Millionen oder gar Milliarden von Jahren. Deswegen ist jeder Blick in den Sternenhimmel auch ein Blick in die Vergangenheit: Wir sehen das, was einmal war, als das Licht seinen Ursprung genommen hat. Heute kann es am Ursprungsort gänzlich anders aussehen!

Aus diesem Grunde werden die leistungsfähigsten Teleskope zur Erforschung der Vergangenheit des Universums eingesetzt: Je weiter etwas entfernt ist, desto älter ist es auch – und desto leuchtschwächer. Um so etwas abbilden zu können benötigt man immer höher auflösende Teleskope. Derzeit liegt der Rekord beim Blick in die Vergangenheit bei 12,9 Milliarden Jahren und stammt vom Hubble-Teleskop. Das Alter unseres Universums ist auf 13,799±0,021 Milliarden Jahre berechnet worden. Mit dem James-Webb-Weltraumteleskop könnte es gut möglich sein, den derzeitigen Rekord des Hubble-Teleskops zu toppen. Das wiederum würde uns neue Erkenntnisse über die Frühzeit unseres Universums liefern.

Aber wenn wir schonmal beim informativem Licht sind wäre noch etwas anderes durchaus bemerkenswert. BTW: Alles, was jetzt folgt, ist hochspekulativ – aber durchaus denkbar. Viele organisch-chemische Moleküle vermögen die Polarisationsrichtung des Lichts zu drehen (z. B. Zucker), mal rechtsherum und mal linksherum. Synthetisiert man derartige Moleküle im Labor – sie sind von der Zusammensetzung her gleich, verhalten sich hinsichtlich ihres Aubaus aber wie linke Hand und rechte Hand – dann entstehen im Regelfall gleiche Mengen von links- und rechtsdrehenden Molekülen. Man bezeichnet diese Mischung als Racemat. Sie ist optisch inaktiv, weil sich die linksdrehenden und die rechtsdrehenden Effekte aufheben. Erst nach ziemlich aufwändiger Racemat-Trennung erhält man ausschließlich linksdrehende und ausschließlich rechtsdrehende Moleküle. Durch Veränderung der Reaktionsführung selbst sind nur schwache Verschiebungen in die eine oder andere Richtung (also links- bzw. rechtsdrehend) möglich.

Rechtsdrehende Moleküle haben biologisch gänzlich andere Eigenschaften als linksdrehende. Ein zu trauriger Berühmtheit gelangter Wirkstoff ist Contergan bzw. Thalidomid, dessen linksdrehende Variante als Schlaf- und Beruhigungsmittel wirkt, während die rechtsdrehende Variante teratogene Wirkung und damit Schädigung der Embryonen im Mutterleib zeigt. Aus diesem Beispiel ist unschwer ersichtlich, dass links- und rechtsdrehende Biomoleküle mit Blick auf Lebensprozesse zueinander völlig inkompatibel sind. Salopp ausgedrückt: Der linke Handschuh passt nicht auf die rechte Hand und der rechte Handschuh passt nicht auf die linke Hand. Rein von der Mathematik her wäre jetzt aber anzunehmen, dass das Leben auf unserem Planeten zu gleichen Teilen auf rechtsdrehenden und auf linksdrehenden Molekülen basiert, dass es also zwei grundsätzlich inkompatible Arten von Leben geben müsste. Weit gefehlt: Auf der Erde existiert ausschließlich linksdrehendes Leben!

Es muss also eine Ursache dafür existieren, dass alle rechsdrehenden Moleküle noch vor der Entstehung des Lebens ausgemerzt worden sind. Diese Ursache hat man bislang nicht gefunden, außer wenn man annimmt … – doch dazu komme ich später. Es gibt einige Hypothesen, welche das Ausmerzen der rechtsdrehenden Moleküle zu erklären versuchen, doch wirklich schlüssig nachvollziehbar sind die für mich allesamt nicht. Eine besagt bspw., dass sich in der Ursuppe rechts- und linksdrehende Moleküle gebildet haben sollen und dass die Reaktionsbedingungen dabei auf natürliche Weise einen kleinen Überschuss linksdrehender Moleküle erzeugt haben – zu gleichen Teilen rechts- und linksdrehende Moleküle sind dann als Mischkristalle ausgefallen und das, was in Form linksdrehender Moleküle übrig blieb, bildete die Grundlage des Lebens. Wenn ich mir aber vor Augen halte, welchen Aufwand entsprechende Synthesen im Labor erfordern, dann vermag ich dieser Hypothese nichts abzugewinnen. Eine andere Hypothese geht von einer natürlich erfolgten Racemat-Trennung mit Zerstörung der rechtsdrehenden Varianten aus, schweigt aber zu der Frage, wie das funktioniert haben soll.

Nun hat man festgestellt, dass rechtsdrehende Biomoleküle gegenüber kosmischer Strahlung weitaus empfindlicher sind als linksdrehende Moleküle – warum das so ist weiß allerdings kein Mensch. Die dritte Hypothese, die mir in dem Zusammenhang untergekommen ist geht davon aus, dass in der Frühzeit der Erde zwar links- und rechtsdrehende Moleküle entstanden sind, letztere aber durch ionisierende Strahlung aus Sonnenstürmen vernichtet worden sein sollen. Beweise dafür gibt es allerdings nicht. Bleibt noch die o. e. Ausnahme: Meteoriten haben linksdrehende Moleküle (rechtsdrehende sind durch die kosmische Strahlung zerstört worden) auf die frühe, noch unbelebte Erde getragen – Stichwort Panspermie-Hypothese. Dafür gibt es nach den Funden entsprechender Moleküle in Meteoriten durchaus Indizien. Aber diese Indizien implizieren noch etwas gänzlich anderes, nämlich die Prämisse, dass das Leben im Weltraum nun einmal nicht nur auf der Erde entstanden ist. Oder mit anderen Worten: Wir sind wahrscheinlich nicht allein!

Je nachdem, woran man die Menschwerdung festmacht, ist die Menschheit zwischen 4 und 6 Millionen Jahre alt. Vom Faustkeil bis zur Marssonde sind etwa 1,75 Millionen Jahre vergangen. Was wäre, wenn es irgendwo im Weltraum älteres Leben als bei uns gäbe? Der Yucatan-Meteorit hat auf diesem Planeten vor 66 Millionen Jahren zum Austerben der Sauropoden geführt und die Uhr der Evolution zurück gestellt. Wäre der nicht runter gekommen, dann gäbe es uns heute nicht. Stattdessen würde wahrscheinlich eine reptiloide Rasse auf der Erde vorherrschen, die uns unglaublich weit voraus sowie technisch überlegen wäre. Anders ausgedrückt: Wir verdanken unsere Existenz einer kosmischen Katastrophe.

Kosmische Katastrophen können vorkommen, müssen es aber nicht. Wenn also, wie die in Meteoriten gefundenen Biomoleküle es vermuten lassen, das Leben nicht nur auf unsere Erde beschränkt ist, dann besteht durchaus die Möglichkeit, dass irgendwo dort draußen auch Leben existiert, welches uns technologisch sehr, sehr weit voraus ist – Gretchenbfrage: Wo stehen wir in 60 Millionen Jahren, wenn wir uns nicht vorher selbst ausrotten? Angenommen, es wäre so und es gäbe extraterrestrisches Leben auf Zivilisationsniveau – könnten wir das auch über informatives Licht entdecken? Vielleicht. Ich denke da an die Kardaschow-Skala, auf der wir selbst heute etwa bei einem Wert von 0,7 einzuordnen sind. Die Skala umfasst vier Stufen. Stufe 0: Es ist keine technologisch hochstehende Zivilisation vorhanden. Stufe 1: Eine technologisch hochstehende Zivilisation nutzt die gesamte Energie ihres Planeten. Stufe II: Eine technologisch hochstehende Zivilisation nutzt die gesamte Energie ihrer Sonne. Stufe 3: Eine technologisch hochstehende Zivilisation nutzt die Energie ihrer gesamten Galaxis.

Ob wir eine Stufe-1-Zivilisation allein durch Beobachtung erkennen könnten ist eher unwahrscheinlich. Anders hingegen sieht es mit einer Stufe-2-Zivilisation aus, denn die Nutzung der gesamten Energie ihrer Sonne würde zur Abschattung bzw. Verdunklung dieses Sterns führen, bspw. indem man in der habitablen Zone eine Schale um den Stern konstruiert, Stichwort Dyson-Sphäre. Das aber erscheint mit den heute uns zur Verfügung stehenden Materialien nicht realisierbar und völlig aussichtslos. Allerdings könnte man – und technologisch wären wir dazu bereits heute schon in der Lage – einen Schwarm von Raumstationen um eine Sonne bauen, den so genannten Dyson-Schwarm. Das ist mit herkömmlichen Werkstoffen sowie heutiger Technik durchaus machbar und erfordert „lediglich“ eine gesamtgesellschaftliche Anstrengung über Jahrhunderte hinweg. Auch ein solcher Schwarm würde für ferne Beobachter zur Verdunklung eines Sterns führen.

Gibt es denn überhaupt Sterne, die nachweislich verdunkelt worden sind? Ja, die gibt es. Man hat 70 Jahre alte Sternfotografien mit aktuellen Fotografien verglichen und die dort verzeichneten 600 Millionen Lichtpunkte untersucht, Bildfehler ausgemerzt, natürliche Erklärungen wie fusionsbedingte Helligkeitsschwankungen, kollabieren zum Black Hole ohne vorausgehende Supernova-Explosion usw. berücksichtigt und es blieben 100 „verschwundene“ Sterne übrig. Sterne also, die vor 70 Jahren noch da waren, die es heute aber nicht mehr gibt. Das könnten durchaus Kandidaten für Dyson-Schwärme sein. Andererseits (und da ich kein UFO-Jünger bin) könnte es selbstverständlich auch noch ganz natürliche, wenngleich uns heute unbekannte, Ursachen für das Verschwinden besagter hundert Sterne geben.

Doch selbst wenn es gelänge, schlüssige Beweise für außerirdische Lebensformen zu finden – und die müssen gar nicht mal intelligent sein – glaube ich nicht, dass das publiziert werden würde. Eine solche Publikation würde nämlich den Todesstoß für alle die hiesigen Gesellschaftsformen bilden, in denen Staat und Kirche nicht strikt getrennt sind – sie würde ein unüberwindliches soziologisches Problem darstellen und den „God’s Own Countries“ ihre Existenzgrundlage entziehen. Mal ganz abgesehen davon würden auch hochtechnische außerirdische Zivilisation den Zwängen von Einsteins Relativitätstheorie unterliegen und uns folglich kaum hier besuchen kommen. Und sollten die so weit fortgeschritten sein, dass sie einen Kniff entwickelt haben, um die Relativitätstheorie zu umgehen, dann hätte ich eine ganz dringende Bitte an diejenigen, die mich vor knapp 64 Jahren hier im Irrenhaus des Universums abgesetzt haben: Es reicht jetzt. Ihr könnt mich wieder abholen. Ich würde das auch nicht als Entführung durch Außerirdische werten sondern stattdessen vielmehr als Rettungsaktion … 😉