Bis heute wurden über 5000 Exoplanetensysteme entdeckt. Biosignaturen sind chemische Komponenten in der Atmosphäre eines Planeten, die auf Leben hinweisen können, und sie enthalten häufig reichlich vorhandene Gase in der Atmosphäre unseres Planeten.
Wissenschaftler an UC Riverside deuten darauf hin, dass etwas in der typischen Liste von Chemikalien fehlt, nach denen Astrobiologen suchen Leben auf Planeten um andere Sterne — Lachgas.
Eddie Schwieterman, ein Astrobiologe in der Abteilung für Erd- und Planetenwissenschaften der UCR, sagte: „Es wurde viel über Sauerstoff und Methan als Biosignaturen nachgedacht. Weniger Forscher haben Lachgas ernsthaft in Betracht gezogen, aber wir denken, dass dies ein Fehler sein könnte.“
Um zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen, haben Wissenschaftler ermittelt, wie viel Lachgas ein Planet wie die Erde voraussichtlich produzieren könnte. Danach erstellten sie Simulationen dieses Planeten, der verschiedene Arten von Sternen umkreist, und berechneten die Mengen an N2O, die von einem Teleskop wie dem eingefangen werden könnten James Webb Weltraumteleskop.
Lachgas oder N2O ist ein Gas, das auf verschiedene Weise von Lebewesen produziert wird. Mikroorganismen wandeln kontinuierlich andere Stickstoffmoleküle durch einen Stoffwechselprozess in N2O um, der nützliche Zellenergie erzeugen kann.
Schwietermann sagte, „Das Leben erzeugt Stickstoff-Abfallprodukte, die von einigen Mikroorganismen in Nitrate umgewandelt werden. In einem Aquarium sammeln sich diese Nitrate an, weshalb Sie das Wasser wechseln müssen. Allerdings unter den richtigen Bedingungen in der Ozean, bestimmte Bakterien können diese Nitrate in N2O umwandeln. Das Gas entweicht dann in die Atmosphäre.“
N2O kann in einer Umgebung gefunden werden und ist in manchen Situationen dennoch kein Hinweis auf Leben. Dies wurde in der neuen Modellierung berücksichtigt. Zum Beispiel kann ein Blitz eine kleine Menge Lachgas produzieren. Blitze produzieren jedoch auch Stickstoffdioxid, was Astrobiologen einen Hinweis darauf gibt, dass unbelebte meteorologische oder geologische Prozesse das Gas erzeugt haben.
Andere, die N2O als Biosignaturgas betrachtet haben, kommen oft zu dem Schluss, dass es aus so großer Entfernung schwer zu erkennen wäre. Schwieterman erklärte, dass diese Schlussfolgerung auf N2O-Konzentrationen in beruht Erdatmosphäre heute. Da es auf diesem vor Leben wimmelnden Planeten nicht viel davon gibt, glauben einige, dass es auch anderswo schwer zu entdecken wäre.
Schwietermann sagte, „Diese Schlussfolgerung berücksichtigt keine Perioden in Geschichte der Erde wo die Meeresbedingungen eine viel größere biologische Freisetzung von N2O ermöglicht hätten. Die Bedingungen in diesen Perioden könnten widerspiegeln, wo ein Exoplanet heute ist.“
„Gewöhnliche Sterne wie K- und M-Zwerge erzeugen ein Lichtspektrum, das das N2O-Molekül weniger effektiv aufbricht als unsere Sonne. Diese beiden Effekte zusammen könnten die vorhergesagte Menge dieses Biosignaturgases auf einer bewohnten Welt stark erhöhen.“
Die Studie wurde in Zusammenarbeit mit der Purdue University, dem Georgia Institute of Technology, der American University und dem NASA Goddard Space Flight Center durchgeführt.
Journal Referenz:
- Edward W. Schwieterman, Stephanie L. Olson et al. Bewertung des plausiblen Bereichs von N2O-Biosignaturen auf Exo-Erden: Ein integrierter biogeochemischer, photochemischer und spektraler Modellierungsansatz. Das astrophysikalische Tagebuch. DOI: 10.3847/1538-4357/ac8cfb
