Könnten die gerade von Nikku Madhusudhan (Cambridge Institute of Astronomy) und einem britisch-amerikanischen Team publizierten chemischen Signaturen von Dimethylsulfid (DMS) und Dimethyldisulfid (DMDS) auf dem Exoplaneten K2-18b tatsächlich von außerirdischen Lebensformen stammen?
Da die beiden Schwefelverbindungen auf der Erde nur von Phytoplankton in den Ozeanen produziert werden, erscheint diese Schlußfolgerung verlockend. Solche Verbindungen biogenen Ursprungs gelten als sogenannte Bio-Signaturen, also mögliche Hinweise auf Leben.

Der mögliche Nachweis außerirdischen Lebens sorgte jedenfalls, wie immer, zuverlässig für viel Aufregung.
Aber wie belastbar sind diese Aussagen?
Spoiler: Eher weniger.

K2-18b – ein 124 Lichtjahre entfernter Ozeanplanet

K2-18b ist der innere zweier Exoplaneten um den roten Zwerg K2-18 im Sternbild Leo.
Der Planet soll ein Mini-Neptun sein – „ein extrasolarer Planet kleiner als Uranus und Neptun mit bis zu zehn Erdmassen. Solche Planeten haben dichte Wasserstoff–Helium-Atmosphären, möglicherweise mit tiefen Schichten aus Eis, Felsen, oder flüssigen Ozeanen aus Wasser, Ammoniak, einer Mischung aus beidem, oder schwereren flüchtigen Stoffen. […] Theoretische Studien über solche Planeten basieren lose auf dem Wissen über Uranus und Neptun.“ weiß Wikipedia.
Dieser Mini-Neptun soll die rund 8,6-fache Masse und den dreifachen Umfang der Erde haben. Und seine Umlaufbahn liegt in der habitablen Zone um seinen Heimatstern, den roten Zwerg K2-18 (auch bekannt als EPIC 201912552). In diesem Abstand sind flüssige Ozeane auf der Oberfläche möglich. Auch wenn Mini-Neptun sich klein anhört – K2-18b und K2-18c sind massive Himmelskörper.
Das Wasser als perfektes intergalaktisches Lösemittel gilt, sind Ozeane generell für AstrobiologInnen generell faszinierend.

Diese Fernerkundung mit dem James Webb-Teleskop in 124 Lichtjahren Entfernung ist definitiv spektakulär. Allerdings ist die Datenbasis wohl weitaus weniger eindeutig, als die Berichterstattung vermuten lässt.

Frühere Beobachtungen auf K2-18b der Arbeitsgruppe hatten schon Hinweise auf Methan und Kohlendioxid in der Atmosphäre geliefert. Das war ein Erstnachweis von Kohlenstoff-basierten Molekülen in der Atmosphäre eines Exoplaneten im sogenannten Goldilocks-Gürtel, wie die habitable Zone scherzhaft genannt wird. Diese Ergebnisse stimmten mit den Vorhersagen eines hypothetischen „Hycean“-Planeten überein: einer bewohnbaren, ozeanbedeckten Welt unter einer wasserstoffreichen Atmosphäre. Der Begriff Hycaean ist eine Wortneuschöpfung, ein Kofferwort aus Hydrogen (Wasserstoff) und Ocean. Der Hauptautor Nikku Madhusudhan leitet die Arbeitsgruppe Hycean Worlds (Cambridge Institute of Astronomy).

Diese Arbeitsgruppe hatte bereits 2024 ein ähnliches Signal von K2-18b publiziert: “We didn’t know for sure whether the signal we saw last time was due to DMS, but just the hint of it was exciting enough for us to have another look with JWST using a different instrument,” sagte der Hauptautor Professor Nikku Madhusudhan in der Pressemitteilung. Das hörte sich auch schon eher nach Hoffen als Wissen an.

Analyse einer 124 Lichtjahre entfernten Atmosphäre

124 Lichtjahre sind eine extrem weite Entfernung, dass Aussagen zur Atmosphären nur mit optischen Tricks möglich sind: Dafür analysieren Astronomen das Licht des Muttersterns, während der Planet von der Erde aus gesehen vor dem Stern vorbeizieht. Während dieses Transits von K2-18b kann das JWST einen Abfall der K2-18-Helligkeit messen. Die Absorption eines Teils des Sternenlichts in der Planetenatmosphäre hinterlässt Spuren im Sternspektrum, so dass Astronomen darus Rückschlüsse auf die Gase der Exo-Atmosphäre ziehen können.

In einer früheren Publikation hatten die Wissenschaftler mithilfe der Instrumente NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) und NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) des JWST Sclußfolgerungen zum DMS-Gehalt gezogen. Diese Instrumente decken zusammen Wellenlängenbereich des nahen Infrarots (0,8–5 Mikrometer) ab. Für ihre neue Beobachtung nutzten sie das Mittelinfrarot-Instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) des JWST im mittleren Infrarotbereich (6–12 Mikrometer).

Der Hauptautor Madhusudhan erklärte in der Pressemitteilung, dass die DMS und DMDS-Signale also schon von zwei verschiedenen Instrumenten unabhängig voneinander gemessen worden und klar und deutlich gewesen seien.

Die Konzentrationen von DMS und DMDS in der Atmosphäre von K2-18b unterscheiden sich jedoch stark von denen auf der Erde, wo sie meist unter einem Volumenteil pro Milliarde liegen. Auf K2-18b werden sie um den Faktor 1000 höher geschätzt – über zehn Teile pro Million (Anmerkung: hier stand vorher fälschlich statt “Faktor 1000” “Ein Tausendstel” – danke an Wolfgang fürs Mitdenken). Und sie passen perfekt zu den theoretischen Vorhersagen einer hyceischen Welt mit einem Ozean voller Leben, freut sich Madhusudhan weiter. Weit hinten in der Presserklärung schiebt er dann nach, dass die Ergebnisse „zwar aufregend seien, es aber unerlässlich sei, weitere Daten zu sammeln, bevor man behaupten könne, Leben auf einem anderen Planeten gefunden zu haben.“ Danach erst räumt er ein, dass auf K2-18b bisher unbekannte chemische Prozesse ablaufen könnten, die diese DMS- und DMDS-Beobachtungen auch anders erklären könnten. Und obwohl er noch keine endgültige Entdeckung für sich beanspruche, könne die „Menschheit mit leistungsstarken Werkzeugen wie dem JWST und künftig geplanten Teleskopen neue Schritte zur Beantwortung der wichtigsten aller Fragen unternimmt: Sind wir allein?“

Dass der Publikationstitel „New Constraints on DMS and DMDS in the Atmosphere of K2-18 b from JWST MIRI“ in der Pressemitteilung der Universität Cambridge dann zu „Strongest hints yet of biological activity outside the solar system“ wird, erscheint bei  näherer Betrachtung ähnlich solide wie ein gasförmiger Planet.
Wenig überraschend, gibt es aus der astrobiologischen Forschungs-Community kräftigen Gegenwind.  

Wann ist ein Meßwert ein Meßwert?

Das britisch-amerikanische Team um Madhusudhan hat einige Daten des JWST interpretiert. Wissenschaft basiert darauf, dass man Resultate einer Plausibilitätsprüfung unterzieht, die die Wahrscheinlichkeit ihrer Richtigkeit anzeigt. Madhusudhans Team hat ihre Resultate von 2025 als 3 Sigma eingeordnet. Die Sigma-Regeln gelten bei Normalverteilungen, 3σ bedeuten ≈ 99,7%.

Ein Team um den Astrophysiker und Exoplaneten-Experten Ryan MacDonald (ab Juni 2025 University of St Andrews, Scotland) hatte bereits die Ergebnisse der Madhsudhan-Arbeitsgruppe von 2023 anders interpretiert. Sie hatten die K2-18b NIRISS- und NIRSpec-Original-Daten sowie diese öffentlich zugänglich wurden, nochmals analysiert und bestätigten den CH4-Nachweis (4σ), jedoch nicht CO2 und DMS.Auch die aktuelle Interpretation der Hycean-Arbeitsgruppe sieht MacDonald sehr kritisch. Die Interpretation der Daten ist offenbar doch nicht so eindeutig.

Außerdem meint MacDonald, dass es sich bei diesem Datensatz keinesfalls um eine 3σ-Detektion handele. Zum einen verwende man in der Exoplaneten-Atmosphärenforschung üblicherweise sogenannte „Bayes-Faktoren“ (B), um auszudrücken, wie sicher ein Spektralsignal sei:

• Kein Beweis (B < 3)
• Schwacher Beweis (3 < B < 12)
• Mäßiger Beweis (12 < B < 150)
• Starker Beweis (B > 150)

Der Bayes-Faktor für DMS und DMDS für die Madhusudhan-Arbeit betrage nur 2,62 und fiele damit in die Kategorie „kein Beweis“. Normalerweise, so MacDonald, würden Exoplaneten-Forschende erst von „Detektion“ sprechen, wenn B > 150 ist. Davon seien die Werte der Hycaean-Gruppe aber weit entfernt.

Zum Anderen habe das Madhusudhan-Team dann einige Umformatierungen mit ihren Daten durchgeführt, um ein besser passendes Ergebnis mit einer hohen Wahrscheinlichkeit zu erzielen. Dann vereinfachten sie die Daten, um DMS und DMDS besser sichtbar zu machen: „Sie konstruieren ein Modell, in dem *nur* DMS und DMDS die Unebenheiten bei > 9 μm erklären können.“ schreibt MacDonald in seinem Thread auf dem Kurznachrichtendienst BlueSky am 17.04.25. Und urteilt abschließend: „Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Arbeit statistische Manipulationen betreibt, um den magischen Wert „3σ“ zu erreichen.“
Das ist schlechte Wissenschaft, wie mittlerweile ziemlich viele Exoplaneten-Forschende meinen.
Anschließend, so MacDonald weiter, hätte die Universität Cambridge auch noch schlechte Wissenschaftskommunikation betrieben, indem sie die von den Hycaean-Forschenden erhofften Resultate mit „kühnen Behauptungen über den Nachweis möglicher Biosignaturen“ weiter pushte. Damit hat er absolut Recht, genau darüber bin ich auch gestolpert.

Auch wenn ich die stochastische Methodik zu wenig kenne, um diese Vorgänge zu beurteilen, bestätigte MacDonalds Thread und der Austausch mit Ryan MacDonald mein schlechtes „Gefühl“ bei dieser Publikation. Dieser Eindruck wird mittlerweile von vielen anderen Astrobiologen und Wissenschaftkommunikatoren bestätigt, aus unterschiedlichen Gründen.
Aber die meisten sind sich einig, dass diese Publikation und ein erheblicher Teil der Berichterstattung nicht seriös sind.

Vom Wunsch der Entdeckung außerirdischen Lebens

Kanäle und Methan auf dem Mars oder uneindeutige Signale und Experimente planetarer Sonden hatten immer mal wieder die Hoffnung geschürt, ein Zeichen für Leben gefunden zu haben. Aber immer und immer wieder stellte sich später heraus, dass das Wunschdenken stärker war, als ein wissenschaftlicher Nachweis. Die Marskanäle stellten sich als optische Täuschung und Übersetzungsfehler heraus und das Mars-Methan könnte theoretisch von zwar von Bakterien stammen, wird aber höchstwahrscheinlich durch verschiedene geochemische Prozesse produziert. Viele andere zunächst als mögliche Biosignaturen gedeutet Signale fremder Planeten und Monde stellten sich als Meßfehler, statistische oder experimentelle Artefakte, ähnliche Irreführungen oder – wie beim Großen Mondschwindel – sogar als bewusste Täuschung heraus.

Außerhalb unseres Sonnensystems gab es bislang weniger solcher Meldungen, da solche Beobachtungen wie jetzt durch das James Webb-Telescope noch gar nicht so lange möglich sind.
So ist es wenig überraschend, dass die Hycean Worlds Research Group ganz besonders dringend nach einer Bestätigung ihrer theoretischen Wasserwelten suchte. Immerhin räumte das Forschungsteam um Madhusudhan im BBC-Interview ein, dass es zu diesem Zeitpunkt „lots of “ifs” and “buts”” gäbe.

Wie so oft in der Astrobiologie bleibt es bei näherer Betrachtung also beim Hypothetischen und Gedankenspielen. Das ist legitim und Hycaenische Welten sind ja auch wirklich eine verlockende hypothetische Fingerübung, ein Blick auf die Webpage der Arbeitsgruppe lohnt sich.
Allerdings bleibt es bei einer eher wolkigen Spekulation, die bodenständigere Teile der Astrobiologie-Community dann zügig wieder erdeten.
Bislang ist übrigens noch nicht einmal zweifelsfrei sicher, dass K2-18 b ein Hycean-Planet ist. Ein Forscherteam um Christopher Glein vom Southwest Research Institute in San Antonio, Texas kam nämlich in ihrer Publikation zu dem Ergebnis, dass K2-18b stattdessen ein felsiger Himmelskörper mit dichter, heißer Atmosphäre sei. Dann wären Ozeane trotz der Goldilocks-Position genauso unwahrscheinlich wie Leben.
Die Suche nach außerirdischem Leben ist offenbar ein menschliches Grundbedürfnis, gleichzeitig geht es um viel Prestige – darum sollten wir solche Meldungen mit großer Skepsis aufnehmen.

PS: Ryan MacDonald habe ich auf BlueSky „getroffen“ und ihn gefragt, ob ich ihn zitieren dürfe. Ich kann nur dazu ermuntern, sich selbst dort einen Account anzulegen – gerade die Science-Bubble ist spannend!