Prisotnost dušikovega oksida v atmosferi eksoplanetov, podobnih Zemlji, bi lahko bila znak prisotnosti nezemeljskega življenja – glede na študijo, ki so jo izvedli raziskovalci iz ZDA pod vodstvom Edward Schwieterman na kalifornijski univerzi v Riversideu.
Z uporabo naprednih računalniških modelov za podporo svojemu predlogu ekipa verjame, da bi lahko njeno delo ponudilo pomembne vpoglede za študije eksoplanetov s sedanjimi in prihodnjimi observatoriji – vključno z vesoljskim teleskopom James Webb (JWST).
Astronomi poznajo več kot 5000 eksoplanetov – to so planeti, ki krožijo okoli zvezd, ki niso Sonce – in to število še naprej narašča. Ko se teleskopi izboljšujejo, postajajo astronomi vse boljši pri določanju sestav atmosfer eksoplanetov in te meritve igrajo pomembno vlogo pri iskanju nezemeljskega življenja. To naredimo s spektroskopskimi meritvami svetlobe zvezd, ki je prešla atmosfero eksoplanetov.
V iskanju življenja
Nikoli nismo videli življenja na drugem planetu, zato ne vemo natančno, kako bi to vplivalo na atmosfero eksoplanetov. Namesto tega astrobiologi identificirajo kemikalije v Zemljini atmosferi, ki so povezane s prisotnostjo življenja, in iščejo te "biosignature".
Tu nastopi dušikov oksid (znan tudi kot smejalni plin). Čeprav danes v Zemljini atmosferi ni posebej pogost, Schwieterman in njegovi sodelavci menijo, da bi lahko bilo plina v preteklih obdobjih Zemljine zgodovine veliko.
Strupeni plini v bivalnem območju bi lahko ovirali nastanek tujega življenja
Dušikov oksid proizvajajo nekateri živi organizmi na Zemlji, zato je možno, da bi bil prisoten v atmosferi nekaterih eksoplanetov, kjer živi življenje. Tukaj na Zemlji pa obstajajo naravni procesi, ki ohranjajo ravni dušikovega oksida v ozračju zelo nizke. Vendar pa bi lahko na drugih planetih obilica dušikovega oksida nastala zaradi nizkih ravni kovinskih katalizatorjev in bioloških encimov, ki razgrajujejo spojino. Druga možnost je, da zvezdno sevanje, ki ga prejmejo nekateri eksoplanete, ni tako učinkovito kot sončna svetloba pri uničevanju dušikovega oksida. Dejansko so ravni dušikovega oksida v takšnih situacijah lahko dovolj visoke, da bi jih lahko opazovali teleskopi, kot je JWST.
Schwietermanova ekipa je raziskala to idejo z razvojem biogeokemičnih modelov, ki kvantificirajo verjetno številčnost dušikovega oksida v atmosferi Zemlji podobnih eksoplanetov, ki krožijo okoli zvezd glavnega zaporedja. S povezovanjem svojega modela s fotokemičnimi in spektralnimi modeli so raziskovalci tudi izračunali, da se dušikov oksid lahko kopiči do zaznavnih ravni v različnih atmosferskih pogojih. To bi lahko vključevalo TRAPPIST-1 sistem, kjer se zdi, da kar štirje planeti krožijo znotraj naseljivega območja njihove hladne rdeče pritlikavke.
Čeprav lahko dušikov oksid proizvedejo tudi nebiološki viri, kot so udari strele, je ekipa pokazala, da bi bile količine proizvedenega plina za red velikosti nižje od tistih, ki jih proizvajajo tuji ekosistemi. Na podlagi svojih rezultatov Schwieterman in njegovi sodelavci upajo, da bo JWST skupaj z drugimi teleskopi, ki aktivno iščejo znake življenja v eksoplanetarnih atmosferah, dodal dušikov oksid na seznam sposobnih bioloških podpisov – kar bi potencialno približalo odkritje nezemeljskega življenja korak bližje.
Raziskava je opisana v Astrofizični dnevnik.
