بر اساس مطالعه ای که توسط محققان آمریکایی به رهبری انجام شد، وجود اکسید نیتروژن در اتمسفر سیارات فراخورشیدی مشابه زمین می تواند نشانه ای از حضور حیات فرازمینی باشد. ادوارد شویترمن در دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید.
این تیم با استفاده از مدل‌های کامپیوتری پیشرفته برای حمایت از پیشنهاد خود، معتقد است که کارش می‌تواند بینش‌های مهمی برای مطالعات سیارات فراخورشیدی توسط رصدخانه‌های فعلی و آینده - از جمله تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) ارائه دهد.
ستاره شناسان بیش از 5000 سیاره فراخورشیدی را می شناسند - که سیاراتی هستند که به دور ستارگانی غیر از خورشید می چرخند - و این تعداد مدام در حال افزایش است. با بهبود تلسکوپ ها، ستاره شناسان در تعیین ترکیبات جو سیارات فراخورشیدی بهتر می شوند و این اندازه گیری ها نقش مهمی در جستجوی حیات فرازمینی ایفا می کنند. این کار با انجام اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی روی نور ستاره‌ای که از اتمسفر سیارات فراخورشیدی عبور کرده است، انجام می‌شود.
در جستجوی زندگی
ما هرگز زندگی را در سیاره دیگری ندیده‌ایم، بنابراین نمی‌دانیم دقیقاً چگونه بر اتمسفر سیارات فراخورشیدی تأثیر می‌گذارد. در عوض، اختر زیست شناسان مواد شیمیایی را در جو زمین شناسایی می کنند که با حضور حیات مرتبط است و به جستجوی این «امضاهای زیستی» می پردازند.
اینجاست که اکسید نیتروژن (همچنین به عنوان گاز خنده شناخته می شود) وارد می شود. در حالی که امروزه در جو زمین رایج نیست، شویترمن و همکارانش پیشنهاد می کنند که این گاز در دوره های قبلی تاریخ زمین به وفور وجود داشته است.
گازهای سمی در منطقه قابل سکونت می تواند مانع از ظهور حیات بیگانه شود
اکسید نیتروژن توسط برخی موجودات زنده روی زمین تولید می شود، بنابراین ممکن است در اتمسفر برخی از سیارات فراخورشیدی که دارای حیات هستند وجود داشته باشد. با این حال، در اینجا روی زمین، فرآیندهای طبیعی وجود دارد که سطح اکسید نیتروژن اتمسفر را بسیار پایین نگه می دارد. با این حال، در سیارات دیگر، مقدار فراوانی از اکسید نیتروژن می‌تواند ناشی از سطوح پایین کاتالیزورهای فلزی و آنزیم‌های بیولوژیکی باشد که این ترکیب را تجزیه می‌کنند. احتمال دیگر این است که تابش ستاره ای دریافتی توسط برخی از سیارات فراخورشیدی به اندازه نور خورشید در از بین بردن اکسید نیتروژن کارآمد نباشد. در واقع، سطح اکسید نیتروژن در چنین شرایطی می تواند به اندازه کافی بالا باشد که توسط تلسکوپ هایی مانند JWST مشاهده شود.
تیم شویترمن این ایده را با توسعه یک مدل بیوژئوشیمیایی که فراوانی احتمالی اکسید نیتروژن را در اتمسفر سیارات فراخورشیدی مشابه زمین که به دور ستاره‌های دنباله اصلی می‌چرخند، بررسی کردند. محققان با جفت کردن مدل خود با مدل‌های فتوشیمیایی و طیفی، محاسبه کردند که اکسید نیتروژن می‌تواند در محدوده‌ای از شرایط جوی به سطوح قابل تشخیصی برسد. این می تواند شامل TRAPPIST-1 منظومه ای که در آن به نظر می رسد چهار سیاره در محدوده قابل سکونت ستاره میزبان کوتوله سرخ سرد خود می چرخند.
اگرچه اکسید نیتروژن می تواند توسط منابع غیر بیولوژیکی مانند صاعقه نیز تولید شود، این تیم نشان داد که مقدار گاز تولید شده نسبت به اکوسیستم های بیگانه بسیار کمتر است. بر اساس نتایج خود، شویترمن و همکاران امیدوارند که JWST، همراه با سایر تلسکوپ‌هایی که به طور فعال برای یافتن نشانه‌های حیات در اتمسفرهای فراسیاره‌ای جستجو می‌کنند، اکسید نیتروژن را به فهرست امضاهای زیستی قابل دوام بیافزایند که به طور بالقوه کشف حیات فرازمینی را یک قدم نزدیک‌تر می‌کند.
تحقیق در شرح داده شده است مجله Astrophysical.
