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uni'wissen 01-2014

Prof. Dr. Svetlana Berdyugina ist stellvertretende Direktorin des Kiepenheuer-Instituts für Sonnenphysik und Pro- fessorin für Physik an der Universität Freiburg. Sie forscht vor allem über kos- mische Effekte, die Licht polarisieren – etwa Magnet- felder auf Sternen oder Gaswolken in Planeten- systemen. Berdyugina stu- dierte Physik in St. Peters- burg / Russland und hatte Professuren in Astrophysik in Oulu / Finnland und an der Eidgenössischen Tech- nischen Hochschule Zürich /  Schweiz inne, bevor sie 2008 nach Freiburg kam. Sie engagiert sich für den Bau des größten optischen Teleskops der Welt: „Colos- sus“ soll einen Spiegel mit 74 Meter Durchmesser haben und Zivilisationen auf weit entfernten Planeten aufspüren können. Im September 2014 wird sie ihre Forschung bei der TEDx-Konferenz in Maui, Hawaii/USA vorstellen. Foto: privat Zum Weiterlesen Berdyugina, S. V. (2011): Polarimetry of cool atmospheres: From the sun to exoplanets. In: Kuhn, J. R. / Harrington, D. M. / Lin, H. / Berdyugina, S. V. / Trujillo-Bueno, J. / Keil, S. L. / Rimmele, T. (Hrsg.): Solar polarization workshop 6. Orem, S. 219–235. (= Astronomical Society of the Pacific Conference Series 437). Berdyugina, S. V. / Berdyugin, A. V. / Fluri, D. M./Piirola, V. (2011): Polarized reflected light from the exoplanet HD 189733 b: First multicolor observations and confirmation of detection. In: The Astrophysical Journal Letters 728 / 1, L6. schlossen, dass HD 189733 b dem bloßen Auge leuchtend blau erscheinen müsse. 2013 konnten Prof. Dr. Frédéric Pont und Dr. Tom Evans das tiefe Blau mit einer anderen Methode und mithil- fe des Weltraumteleskops Hubble bestätigen. Wo nie zuvor ein Mensch hingesehen hat Jenseits der Farbe hat der blaue Planet aber nicht viel mit der Erde gemeinsam. Er ist größer als Jupiter, besteht wahrscheinlich ausschließlich aus Gas und kreist so eng um seine Sonne, dass er nicht einmal drei Tage braucht, um sie zu um- runden. Entsprechend hohe Strahlung und Tem- peraturen herrschen auf HD 189733 b – keine Umgebung für Leben, wie es auf der Erde mög- lich ist. „Unser Hauptziel ist, die Zusammenset- zung der Atmosphären von Exoplaneten zu untersuchen“, sagt Berdyugina. „Aber der nächs- te Schritt wird sein, nach biologischen Signatu- ren zu suchen. Und zwar auf erdähnlichen Planeten in den bewohnbaren Zonen fremder Sternensysteme.“ Als bewohnbare Zone wird der schmale Gürtel um einen Stern bezeichnet, in dem Planeten flüssiges Wasser halten könnten. Da darf es nicht zu heiß und nicht zu kalt sein. Eine Atmosphäre, die Wasser enthält, polarisiert Licht anders als eine, die völlig trocken ist. Theo- retisch können mittels Polarimetrie jedoch alle denkbaren Moleküle nachgewiesen werden. Des- halb gibt Svetlana Berdyugina sich mit der Suche nach Wasser nicht zufrieden. Sie will eindeutige Anzeichen für außerirdisches Leben finden. „Wir müssen erst lernen, Leben zu erkennen, das anders funktioniert als auf der Erde – das sich aus anderen Stoffen aufbaut als Wasser und Kohlenstoff“, sagt Berdyugina. „Deswegen suchen wir erst mal nach organischen Molekülen der einfachsten Lebewesen, die wir kennen.“ Mit einem Prototypen für das „Innovative Polarime- ter“ (InnoPol) haben sie und ihr Team die polari- metrischen Profile von Pigmenten gemessen, die typischerweise von Bakterien zur Photosyn- these benutzt werden. Das sind beispielsweise Chlorophyll, das unter anderem Pflanzen grün färbt, oder Carotinoide, denen zum Beispiel Möhren ihre Orangefärbung verdanken, oder Anthocyanin, das etwa Brombeeren ihre dunkel- blauviolette Farbe verleiht. Biologinnen und Bio- logen der Universität Århus / Dänemark sammeln diese Bakterien mit speziellen Flugzeugen ein und züchten sie im Labor. Zusammen mit Astro- biologen der Universität Hawaii / USA – wo eins der Teleskope steht, die Berdyugina benutzt – hat das Team aus Freiburg mit dem InnoPol diese bunten Bakterienkolonien vermessen. Das Ergebnis: „Die polarimetrischen Signaturen dieser photosynthetischen Moleküle sind unverwech- selbar.“ Rote Bakterien lassen sich zum Beispiel nicht mit rotem Staub verwechseln, auch wenn sie im sichtbaren Licht dieselbe Farbe haben. InnoPol ist möglicherweise empfindlich genug, um in der Atmosphäre von Exoplaneten die Pola- risation zu messen, die für bestimmte Moleküle typisch ist. Das wäre ein Nachweis von Leben außerhalb unseres Sonnensystems – wenn auch wahrscheinlich nicht auf HD 189733 b, dem an- deren blauen Planeten. www3.kis.uni-freiburg.de/~sveta „Wir müssen erst lernen, Leben zu erkennen, das anders funktioniert als auf der Erde“ 7

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