Für die meisten von uns ist heute nur Donnerstag. Für Astronomen ist es praktisch ein heiliger Tag. Heute ist ein Ereignis, das nur einmal im Jahrzehnt vorkommt, und es ist von kosmischer Bedeutung – im wahrsten Sinne des Wortes. Heute hat ein Sonderausschuss die Prioritäten für das nächste Jahrzehnt der amerikanischen Astronomie bekannt gegeben, wie eine Synode, die von oben spricht. Diese Richtlinien, die aus vielen Überlegungen innerhalb der Astronomiegemeinschaft abgeleitet wurden, haben die Erkundungsbemühungen des Landes seit den 1960er Jahren geleitet und so wundersame Instrumente wie das Hubble-Weltraumteleskop hervorgebracht. Hingehen, sagt der Ausschuss und etwas Neues entdecken.
Wie andere vor ihnen werden die neuen Empfehlungen irgendwann etwas weniger harmonischen Einflüssen unterliegen – darunter der Kongress und das Weiße Haus –, aber an diesem Tag sind sie rein: eine klare Vision davon, wie die Zukunft der wissenschaftlichen Entdeckung aussehen könnte. Wenn diese Vision Wirklichkeit wird, könnte sie das menschliche Wissen so tiefgreifend verändern wie in dem Moment, als Kopernikus erkannte, dass die Erde nicht der Mittelpunkt des Universums ist.
Die dekadische Umfrage, die von den National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine organisiert wurde, empfiehlt der NASA, in den kommenden Jahrzehnten ein Programm zur Herstellung mehrerer weiterer großer weltraumgestützter Observatorien einzurichten und das nächste nach Exoplaneten zu suchen – Planeten jenseits unserer Sonnensystem – ähnlich diesem kleinen Felsbrocken, den wir Heimat nennen. Mit anderen Worten, der Bericht empfiehlt mit einer Dringlichkeit, die in früheren Umfragen nicht zu sehen war, dass wir uns auf die Suche nach anderen Erden konzentrieren sollten.
Natürlich nicht, damit die Leute gehen und weiterleben. Das ist kein Muskian-Fieber-Traum. Die Planeten, die dieses Observatorium entdecken würde, sind zu weit entfernt, als dass ein Raumschiff sie erreichen könnte, egal wie attraktiv sie auch aussehen mögen. Aber diese fernen Welten könnten Astronomen helfen, eine große, existenzielle Frage zu beantworten: Sind wir allein? An diesen Orten könnten wir mit Zuversicht sagen, dass Leben entstehen könnte – weil es hier bei uns passiert ist.
Wissenschaftler haben im Laufe der Jahrzehnte auf vielfältige Weise nach fernem Leben gesucht, Teleskope entworfen, um nach mysteriösen Funkübertragungen zu horchen, und Rover geschickt, um durch den Boden auf dem Mars zu graben. Aber Exoplaneten sind eine relativ neue Perspektive. Zum Zeitpunkt des letzten dekadischen Berichts hatten Astronomen einige Hundert entdeckt – sicherlich ein aufregender Anfang, aber nicht genug, um ernsthaft ein großes Observatorium vorzuschlagen, das ihrer Studie gewidmet ist, so Jonathan Fortney, ein Planetenwissenschaftler an der UC Santa Cruz und einer der Mitglieder des Dekadenausschusses. Fortney erzählte mir, dass eine solche Mission vor 10 Jahren noch „ein bisschen wie ein Kinderspiel“ gewesen wäre.
Jetzt scheint es offensichtlich, sogar schicksalhaft. Der Bestand an bekannten Exoplaneten übersteigt 4.500, zum großen Teil dank einer 2009 gestarteten Raumsonde. Auch die Teleskoptechnologie hat sich weiterentwickelt. Ungefähr 160 von ihnen sind felsig wie die Erde, und Astronomen sind sich jetzt sicherer, dass sie kleine, felsige Welten finden könnten, die in der bewohnbaren Zone sonnenähnlicher Sterne kreisen, einer mystischen Region, in der die Bedingungen nicht zu heiß oder zu heiß sind kalt.
Diese Suche erfordert leistungsfähige Technologie. Gesteinsplaneten, so klein wie die Erde, sind die am schwierigsten zu entdeckenden Exoplaneten, weil sie im grellen Licht ihrer Sonnen verdeckt werden. Die dekadische Umfrage empfiehlt daher ein Observatorium, das größer ist als Hubble, dem die Astronomie-Gemeinde in den 1970er Jahren höchste Priorität einräumte. Dieses neue Instrument, so stellen sich Astronomen vor, würde das helle Licht eines Sterns unterdrücken und direkt auf die im Schein verborgenen Planeten schauen. Es wäre in der Lage, Welten zu beobachten, die 10 Milliarden Mal lichtschwächer sind als ihre Sonne.
„Auf der Oberfläche der Planeten werden Sie keine Kontinente sehen“, sagte mir Bruce Macintosh, Astrophysiker in Stanford und Mitglied des Komitees. Aber Sie werden die Exoplaneten so sehen, wie sie sind, es sind keine ausgefallenen NASA-Illustrationen erforderlich. „Wir werden deutliche kleine Punkte sehen“, sagte Macintosh. Einige können blau sein, andere rot oder lila. Wenn es diesem zukünftigen Weltraumteleskop gelingt, einen erdähnlichen Planeten zu finden, wird er aus dieser Entfernung unheimlich vertraut aussehen. Wir werden es so sehen, wie die Raumsonde Voyager auf ihrem Weg zum Rand des Sonnensystems die Erde vor mehr als 30 Jahren sah: ein verschwommener Fleck in der Dunkelheit, ein hellblauer Punkt, in Carl Sagans Worten. Für diejenigen von uns, die an die glänzende CGI von Weltraumfilmen gewöhnt sind, wird das Bild nicht viel aussehen. Aber auch die Erde aus so großer Entfernung würde es auch nicht tun – und schauen Sie sich an, was wir hier haben.
Wie könnten wir auf einem dieser unscharfen Flecken nach wirklichem Leben suchen? „Wenn man den Stern ausblendet, bleibt nur das reflektierte Licht des Planeten übrig“, erklärt Laura Kreidberg, Astronomin, die am Max-Planck-Institut für Astronomie in Deutschland die Atmosphären von Exoplaneten untersucht und kein Mitglied war des Dekadenausschusses. Astronomen können dieses Licht analysieren, um die unterschiedlichen Signaturen bestimmter Moleküle zu identifizieren und die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre eines Planeten herauszufinden. „Wenn man das reflektierte Licht von der Erde betrachtet, sieht man Hinweise auf Sauerstoff, Methan, Wasser und eine Menge anderer Dinge, die zusammen sehr, sehr auf die Anwesenheit von Leben hinweisen“, sagte Kreidberg mir. Bevor Astronomen „Aliens“ sagen können, müssen sie eine Vielzahl anderer Quellen ausschließen, die eine faszinierende Atmosphäre erklären könnten, wie vulkanische Aktivität, die Auswirkungen der Sonnenstrahlung und chemische Eigenarten.
Zwei Astronomenteams haben bereits zwei Weltraumteleskopkonzepte vorgeschlagen, die den Empfehlungen der dekadischen Umfrage entsprechen, und das Komitee hat empfohlen, die Expertise beider Gruppen zusammenzuführen, um etwas noch Ehrgeizigeres zu schaffen. Der Bericht schätzte, dass das Observatorium 11 Milliarden US-Dollar kosten und in der ersten Hälfte der 2040er Jahre starten würde. Die Autoren des Dekadenberichts haben einige Tipps gegeben, wie die NASA diese und andere Projekte angehen kann, damit sie nicht „zu komplex, groß und kostspielig werden“ – ein höflicher Hinweis auf das James Webb-Weltraumteleskop, das in Verzug geraten ist und über dem Budget und kriecht nach 20 Jahren Entwicklung endlich auf die Ziellinie, um nächsten Monat auf den Markt zu kommen. Das Webb-Teleskop ist in der Lage, die Atmosphären von Exoplaneten zu untersuchen, aber die Mission zielt auf eine Art von Stern ab, der kleiner und dunkler als sonnenähnliche Sterne ist und von dem Astronomen glauben, dass er dem Leben nicht förderlich ist, da er anfällig für Fackeln ist, die jeden versengen könnten nahe Planeten. Das Teleskop könnte einige faszinierende Atmosphären entdecken, aber es ist nicht dafür ausgelegt, echte Erdanaloga zu finden.
Nehmen wir an, die Vision der dekadischen Vermessung für ein brandneues Weltraumteleskop wird Wirklichkeit. Könnte das Instrument uns wirklich eine andere Erde finden, mit einer Mischung aus vertrauten Elementen, die sich am Himmel zusammenbraut? Die Chancen stehen gut, wenn man bedenkt, wie viele Sterne über den Kosmos verstreut sind. Erden könnten ziemlich häufig vorkommen, und wir könnten uns über den hellblauen Punkt eines anderen staunen. Gar nicht allein.
Aber die gleiche Weite, die unzählige mysteriöse Planeten enthält, behindert auch unsere Fähigkeit, sie zu finden. Astronomen finden möglicherweise nichts in ihrem Suchgebiet. Das bedeutet nicht, dass es keine anderen Erden gibt, nur dass sie nicht in dem kleinen Stück des Kosmos sind, auf das unser Suchscheinwerfer traf. Und Astronomen haben immer noch keine genaue Vorhersage, wie viele Erdanaloga es überhaupt geben könnte. Der dekadische Bericht besagt, dass etwa 30 Prozent der Sterne einen Planeten in ihrer bewohnbaren Zone haben sollten, aber Kreidberg sagt, dass eine genauere Schätzung zwischen 10 und 25 Prozent liegen würde. Selbst wenn das Teleskop eine Vielleicht-Erde findet und genügend Daten über ihre Atmosphäre liefert, könnten Astronomen Jahre damit verbringen, zu einem Konsens über deren Inhalt zu gelangen. (Beachten Sie, dass Astronomen immer noch darüber streiten, ob Phosphin in den Wolken der Venus ein Lebenszeichen sein könnte, und das ist der Planet gleich nebenan.) „Wenn man dort ein Meer hinlegt und es eine Weile liegen lässt, finde ich es völlig vernünftig, dass viele, wenn nicht die meisten von ihnen bewohnt sind“, sagte Kreidberg. “Meine größte Frage ist, ob sie bewohnt sind, können wir das sagen?”
Es ist durchaus möglich, dass die Menschheit ihr Dasein auslebt, ohne auch nur einen Hauch von einem anderen bewohnten Planeten zu finden. Uns bleiben unsere Statistiken und Weltraumteleskope und das Gefühl, dass das Universum einsamer sein könnte, als wir es uns vorgestellt haben. Ein solches Ergebnis könnte als ständige Erinnerung an den kosmischen Wert unseres eigenen Planeten dienen, während wir weiterhin tief im Universum nach Antworten suchen. „Es könnte betonen, dass wir das wirklich nicht vermasseln sollten, denn der Prozess, der erforderlich war, um es zu schaffen, war für das Universum ziemlich schwierig“, sagte Macintosh.