Hittills har över 5000 exoplanetära system upptäckts. Biosignaturer är kemiska komponenter i en planets atmosfär som kan indikera liv, och de innehåller ofta rikliga gaser i vår planets atmosfär.
Forskare på UC Riverside tyder på att något saknas i den typiska förteckningen över kemikalier som astrobiologer använder för att söka efter liv på planeter runt andra stjärnor — lustgas.
Eddie Schwieterman, en astrobiolog vid UCR:s avdelning för jord- och planetvetenskap, sa: "Det har lagts mycket tanke på syre och metan som biosignaturer. Färre forskare har på allvar övervägt lustgas, men vi tror att det kan vara ett misstag."
För att nå denna slutsats bestämde forskare hur mycket dikväveoxid en planet som jorden kan tänkas producera. Efter det skapade de simuleringar av den planeten som kretsar kring olika typer av stjärnor och beräknade mängden N2O som kunde fångas av ett teleskop som James Webb rymdteleskop.
Lustgas, eller N2O, är en gas som produceras på olika sätt av levande varelser. Mikroorganismer omvandlar kontinuerligt andra kvävemolekyler till N2O genom en metabol process som kan producera användbar cellenergi.
Schwieterman sa, ”Livet genererar kväveavfallsprodukter som omvandlas av vissa mikroorganismer till nitrater. I ett akvarium ansamlas dessa nitrater, varför du måste byta vatten. Men under de rätta förhållandena i hav, kan vissa bakterier omvandla dessa nitrater till N2O. Gasen läcker sedan ut i atmosfären."
N2O kan hittas i en miljö och fortfarande inte vara en indikation på liv i vissa situationer. Detta övervägdes i den nya modelleringen. Till exempel kan blixtar producera en liten mängd dikväveoxid. Men blixten producerar också kvävedioxid, vilket ger astrobiologer en antydan om att icke-levande meteorologiska eller geologiska processer producerade gasen.
Andra som har betraktat N2O som en biosignaturgas drar ofta slutsatsen att det skulle vara svårt att upptäcka så långt borta. Schwieterman förklarade att denna slutsats är baserad på N2O-koncentrationer i Jordens atmosfär i dag. Eftersom det inte finns mycket av det på denna planet, som kryllar av liv, tror vissa att det också skulle vara svårt att upptäcka någon annanstans.
Schwieterman sade, "Denna slutsats tar inte hänsyn till perioder i Jordens historia där havsförhållandena skulle ha möjliggjort det mycket större biologiska utsläppet av N2O. Förhållandena under dessa perioder kan spegla var en exoplanet är idag."
"Vanliga stjärnor som K- och M-dvärgar producerar ett ljusspektrum som är mindre effektivt för att bryta upp N2O-molekylen än vad vår sol är. Dessa två effekter i kombination kan avsevärt öka den förutsedda mängden av denna biosignaturgas på en bebodd värld."
Studien genomfördes i samarbete med Purdue University, Georgia Institute of Technology, American University och NASA Goddard Space Flight Center.
Tidskriftsreferens:
- Edward W. Schwieterman, Stephanie L. Olson et al. Utvärdering av det rimliga intervallet för N2O-biosignaturer på exo-jordar: en integrerad biogeokemisk, fotokemisk och spektral modellering. The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-4357/ac8cfb
