Förekomsten av lustgas i atmosfären hos jordliknande exoplaneter kan vara en signatur på förekomsten av utomjordiskt liv – enligt en studie gjord av forskare i USA ledd av Edward Schwieterman vid University of California, Riverside.
Med hjälp av avancerade datormodeller för att stödja sitt förslag, tror teamet att deras arbete kan erbjuda viktiga insikter för exoplanetstudier av nuvarande och framtida observatorier – inklusive James Webb Space Telescope (JWST).
Astronomer känner till mer än 5000 exoplaneter – som är planeter som kretsar runt andra stjärnor än solen – och det antalet fortsätter att växa. När teleskopen förbättras blir astronomerna bättre på att bestämma sammansättningen av exoplanetatmosfärer, och dessa mätningar spelar en viktig roll i sökandet efter utomjordiskt liv. Detta görs genom att göra spektroskopiska mätningar på stjärnljus som passerat genom exoplanetatmosfärer.
På jakt efter liv
Vi har aldrig sett liv på en annan planet, så vi vet inte exakt hur det skulle påverka exoplanetatmosfärer. Istället identifierar astrobiologer kemikalier i jordens atmosfär som är associerade med närvaron av liv och söker efter dessa "biosignaturer".
Det är här lustgas (även känd som lustgas) kommer in. Även om det inte är särskilt vanligt i jordens atmosfär idag, föreslår Schwieterman och kollegor att gasen kunde ha varit riklig i tidigare epoker av jordens historia.
Giftiga gaser i beboelig zon kan hindra uppkomsten av främmande liv
Lustgas produceras av vissa levande organismer på jorden, så det är möjligt att det kan förekomma i atmosfären på vissa exoplaneter som hyser liv. Här på jorden finns det dock naturliga processer som håller atmosfärens lustgasnivåer väldigt låga. Men på andra planeter kan ett överflöd av dikväveoxid resultera från låga nivåer av metallkatalysatorer och biologiska enzymer som bryter ner föreningen. En annan möjlighet är att stjärnstrålningen som tas emot av vissa exoplaneter inte är lika effektiv som solljus för att förstöra lustgas. I själva verket kan lustgasnivåerna i sådana situationer vara tillräckligt höga för att observeras av teleskop som JWST.
Schwietermans team utforskade denna idé genom att utveckla en biogeokemisk modell som kvantifierar det sannolika överflödet av dikväveoxid i atmosfären av jordliknande exoplaneter som kretsar runt huvudsekvensstjärnor. Genom att koppla sin modell till fotokemiska och spektralmodeller beräknade forskarna också att lustgas kunde byggas upp till detekterbara nivåer inom en rad atmosfäriska förhållanden. Detta kan inkludera TRAPPIST-1 system, där så många som fyra planeter verkar kretsa inom den beboeliga zonen för deras kalla röda dvärgvärdstjärna.
Även om lustgas också kan produceras av icke-biologiska källor, såsom blixtnedslag, visade teamet att mängden gas som produceras skulle vara storleksordningar lägre än den som produceras av främmande ekosystem. Baserat på deras resultat hoppas Schwieterman och kollegor att JWST, tillsammans med andra teleskop som aktivt letar efter tecken på liv i exoplanetära atmosfärer, kommer att lägga till lustgas till listan över livskraftiga biosignaturer - potentiellt föra upptäckten av utomjordiskt liv ett steg närmare.
Forskningen beskrivs i The Astrophysical Journal.
