На сегодняшний день открыто более 5000 экзопланетных систем. Биосигнатуры — это химические компоненты в атмосфере планеты, которые могут указывать на существование жизни, и они часто включают обильные газы в атмосфере нашей планеты.
Ученые UC Riverside предположить, что чего-то не хватает в типичном списке химических веществ, которые астробиологи используют для поиска жизнь на планетах вокруг других звезд — веселящий газ.
Эдди Швитерман, астробиолог из Департамента наук о Земле и планетах UCR, сказал: «Было много размышлений о кислороде и метане как о биосигнатурах. Меньшее количество исследователей серьезно рассматривало закись азота, но мы думаем, что это может быть ошибкой».
Чтобы прийти к такому выводу, ученые определили, сколько оксида азота может произвести такая планета, как Земля. После этого они создали симуляции этой планеты, вращающейся вокруг различных типов звезд, и рассчитали количество N2O, которое может быть захвачено телескопом, подобным космического телескопа Джеймса Вебба.
Закись азота, или N2O, представляет собой газ, вырабатываемый живыми существами различными способами. Микроорганизмы непрерывно превращают другие молекулы азота в N2O посредством метаболического процесса, который может производить полезную клеточную энергию.
Швитерман сказал, «Жизнь производит отходы азота, которые некоторые микроорганизмы превращают в нитраты. В аквариуме эти нитраты накапливаются, поэтому воду нужно менять. Однако при правильных условиях в океан, некоторые бактерии могут превращать эти нитраты в N2O. Затем газ просачивается в атмосферу».
N2O можно найти в окружающей среде, но в некоторых ситуациях он все же не является признаком жизни. Это учтено в новом моделировании. Например, молния может производить небольшое количество закиси азота. Однако молния также производит диоксид азота, что дает астробиологам намек на то, что неживые метеорологические или геологические процессы произвели газ.
Другие, считавшие N2O биосигнатурным газом, часто приходят к выводу, что его будет трудно обнаружить с такого большого расстояния. Швитерман объяснил, что этот вывод основан на концентрации N2O в Атмосфера Земли Cегодня. Поскольку на этой планете, изобилующей жизнью, его не так много, некоторые считают, что его также будет трудно обнаружить где-либо еще.
Швитерман — сказал, «Этот вывод не учитывает периоды в история земли где условия океана позволили бы гораздо большему биологическому высвобождению N2O. Условия в те периоды могут отражать то, что экзопланета сегодня».
«Обычные звезды, такие как карлики K и M, производят световой спектр, который менее эффективен для разрушения молекулы N2O, чем наше Солнце. Сочетание этих двух эффектов может значительно увеличить прогнозируемое количество биосигнатурного газа в обитаемом мире».
Исследование проводилось в сотрудничестве с Университетом Пердью, Технологическим институтом Джорджии, Американским университетом и Центром космических полетов имени Годдарда НАСА.
Справочник журнала:
- Эдвард В. Швитерман, Стефани Л. Олсон и др. Оценка правдоподобного диапазона биосигнатур N2O на экзоземлях: комплексный подход к биогеохимическому, фотохимическому и спектральному моделированию. The Astrophysical Journal, DOI: 10.3847/1538-4357/ac8cfb
