Obecność podtlenku azotu w atmosferach egzoplanet podobnych do Ziemi może być oznaką obecności życia pozaziemskiego – wynika z badania przeprowadzonego przez naukowców w USA pod kierunkiem Edwarda Schwietermana na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside.
Wykorzystując zaawansowane modele komputerowe do poparcia swojej propozycji, zespół jest przekonany, że jego prace mogą dostarczyć ważnych informacji dla badań egzoplanet prowadzonych przez obecne i przyszłe obserwatoria – w tym Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST).
Astronomowie wiedzą o ponad 5000 egzoplanet – czyli planet krążących wokół gwiazd innych niż Słońce – i liczba ta stale rośnie. Wraz z udoskonalaniem teleskopów astronomowie są coraz lepsi w określaniu składu atmosfer egzoplanet, a pomiary te odgrywają ważną rolę w poszukiwaniach życia pozaziemskiego. Odbywa się to poprzez wykonywanie pomiarów spektroskopowych światła gwiazd, które przeszło przez atmosfery egzoplanet.
W poszukiwaniu życia
Nigdy nie widzieliśmy życia na innej planecie, więc nie wiemy dokładnie, jak wpłynęłoby na atmosfery egzoplanet. Zamiast tego astrobiolodzy identyfikują substancje chemiczne w ziemskiej atmosferze, które są związane z obecnością życia i poszukują tych „biosygnatur”.
W tym miejscu pojawia się podtlenek azotu (znany również jako gaz rozweselający). Chociaż nie jest on dziś szczególnie powszechny w ziemskiej atmosferze, Schwieterman i współpracownicy sugerują, że gaz ten mógł występować w dużej ilości w poprzednich epokach historii Ziemi.
Toksyczne gazy w strefie mieszkalnej mogą utrudniać pojawienie się obcego życia
Podtlenek azotu jest wytwarzany przez niektóre żywe organizmy na Ziemi, więc możliwe jest, że może występować w atmosferach niektórych egzoplanet, w których żyje życie. Jednak tutaj na Ziemi zachodzą naturalne procesy, które utrzymują poziom podtlenku azotu w atmosferze na bardzo niskim poziomie. Jednak na innych planetach obfitość podtlenku azotu może wynikać z niskiego poziomu katalizatorów metalowych i enzymów biologicznych, które rozkładają ten związek. Inną możliwością jest to, że promieniowanie gwiezdne odbierane przez niektóre egzoplanety nie jest tak skuteczne w niszczeniu podtlenku azotu jak światło słoneczne. Rzeczywiście, poziom podtlenku azotu w takich sytuacjach może być wystarczająco wysoki, aby można go było zaobserwować przez teleskopy takie jak JWST.
Zespół Schwietermana zbadał ten pomysł, opracowując model biogeochemiczny, który określa ilościowo prawdopodobną obfitość podtlenku azotu w atmosferach podobnych do Ziemi egzoplanet krążących wokół gwiazd ciągu głównego. Łącząc swój model z modelami fotochemicznymi i spektralnymi, naukowcy obliczyli również, że podtlenek azotu może gromadzić się do wykrywalnych poziomów w różnych warunkach atmosferycznych. Może to obejmować PUŁAPAK-1 system, w którym aż cztery planety wydają się krążyć w strefie nadającej się do zamieszkania przez ich gwiazdę macierzystą zimnego czerwonego karła.
Chociaż podtlenek azotu można również wytwarzać ze źródeł niebiologicznych, takich jak uderzenia piorunów, zespół wykazał, że ilości produkowanego gazu byłyby o rząd wielkości mniejsze niż te wytwarzane przez obce ekosystemy. W oparciu o ich wyniki, Schwieterman i współpracownicy mają nadzieję, że JWST, wraz z innymi teleskopami aktywnie polującymi na oznaki życia w atmosferach egzoplanetarnych, doda podtlenek azotu do listy żywotnych biosygnatur – potencjalnie przybliżając odkrycie życia pozaziemskiego o krok.
Badania opisano w Astrophysical Journal.
