Exoplanet Spectra

Einführung – 1

In diesem Spiel seid ihr Astronom*innen, die einen fernen Planeten erforschen.

Ihr habt Daten über die Lufthülle (Atmosphäre) des Planeten und sollt sagen: Gibt es auf dem Planeten Leben?

Die Daten zeigen, wieviel Licht die Atmosphäre absorbiert. Nicht nur insgesamt, sondern nach Wellenlängen aufgeschlüsselt. Hier ist ein solches Spektrum zu sehen. Es zeigt einen Ausschnitt aus dem Infrarotbereich des Lichts:

Sieht erst einmal recht kompliziert aus, oder? Für unsere einfache Lebenssuche reicht es aber, wenn wir bestimmte „Fingerabdrücke“ in solch einem Spektrum kennen.

Das Spektrum sieht aus wie eine Art Landschaft mit Bergen und Tälern. Wichtig ist dabei: Wenn bei einer bestimmten Wellenlänge ein Berg ist, dort also viel Infrarot-Licht absorbiert wird, ist das ein Zeichen dafür, dass die Atmosphäre eine bestimmte Sorte von Molekül enthält.

Der Berg mit einer Spitze bei etwa 15 Mikrometern Wellenlänge ist zum Beispiel typisch für CO2-Moleküle:

In diesem Bereich absorbieren CO2-Moleküle eine Menge an Infrarot-Licht. Dieser „Absorptions-Berg“ spielt übrigens eine wichtige Rolle beim menschengemachten Klimawandel.

Leben, so wie wir es kennen, ist nur dort möglich, wo es Wasser gibt. Wir suchen also nach Spuren von Wassermolekülen. Und die Pflanzen auf der Erde, aber auch bestimmte Bakterien, produzieren viel Sauerstoff. Wir suchen also nach deutlichen Spuren von Sauerstoff.

Ein guter Hinweis auf Sauerstoff ist das Vorhandensein von Ozon-Molekülen in der Atmosphäre. Eine Atmosphäre mit viel Ozon hat im Spektrum einen Absorptions-Berg bei 9,6 Mikrometern Wellenlänge, wie diesen hier:

Auch für Wasser gibt es ein deutliches Zeichen. Das ist nicht ein einzelner Berggipfel, sondern ein Zickzack-Muster bzw. eine Bergkette mit vielen schmalen Gipfeln („Linien“) im Bereich zwischen 5 und 8 Mikrometern, wie in diesem Beispiel hier:

Wenn ihr die Taste „Zoom auf H2O“ drückt, bekommt ihr einen Ausschnitt des Bereiches angezeigt, in dem sich Wassermoleküle bemerkbar machen. Hier ist ein vergrößertes Beispiel, indem man das „Dickicht“ von Wasser-Berggipfeln sieht:

Und hier ist ein Beispiel, wie es ohne „Wasser-Gestrüpp“ aussehen kann:

Eure Aufgabe ist, für jeden Planeten abzuschätzen, ob es darauf Leben gibt.

Schaut euch dazu an, ob es in der Atmosphäre Wasser gibt („Wasser-Gestrüpp“) und ob es Ozon gibt („Ozon-Berg“). Wenn beides der Fall ist, sind das klare Anzeichen für Leben. Fehlt entweder das Wasser oder das Ozon oder beides, dann dürfte es auf dem Planeten kein Leben geben.

Viel Erfolg!

Planet List

Planet spectrum

Gibt es auf diesem Planeten (vermutlich) Leben?
yes
no
Das ist richtig!
Das ist leider nicht richtig.

Hintergrundinformation

background

Controls

Plot
  • Zoom on H20
  • Zoom on O3
  • Reset Axes
Reset Game
Absorption
Wellenlänge