จนถึงปัจจุบันมีการค้นพบระบบดาวเคราะห์นอกระบบมากกว่า 5000 ระบบ ลายเซ็นชีวภาพเป็นองค์ประกอบทางเคมีในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่อาจบ่งบอกถึงชีวิต และมักรวมถึงก๊าซมากมายในชั้นบรรยากาศของโลกของเรา
นักวิทยาศาสตร์ที่ UC Riverside แนะนำบางสิ่งที่ขาดหายไปจากบัญชีรายชื่อสารเคมีทั่วไปที่นักโหราศาสตร์ใช้เพื่อค้นหา ชีวิตบนดาวเคราะห์ รอบดาวดวงอื่น — แก๊สหัวเราะ
Eddie Schwieterman นักโหราศาสตร์ในภาควิชา Earth and Planetary Sciences ของ UCR กล่าวว่า “มีความคิดมากมายที่ใส่ออกซิเจนและมีเธนในฐานะลายเซ็นชีวภาพ นักวิจัยจำนวนน้อยลงได้พิจารณาอย่างจริงจังเกี่ยวกับไนตรัสออกไซด์ แต่เราคิดว่านั่นอาจเป็นความผิดพลาด”
ในการบรรลุข้อสรุปนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดจำนวนก๊าซไนตรัสออกไซด์ที่ดาวเคราะห์อย่างโลกจะสามารถผลิตได้ หลังจากนั้นพวกเขาได้สร้างแบบจำลองของดาวเคราะห์ดวงนั้นที่โคจรรอบดาวฤกษ์ประเภทต่างๆ และคำนวณปริมาณ N2O ที่สามารถจับภาพได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์.
ไนตรัสออกไซด์หรือ N2O เป็นก๊าซที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตในรูปแบบต่างๆ จุลินทรีย์แปลงโมเลกุลไนโตรเจนอื่น ๆ ให้เป็น N2O อย่างต่อเนื่องผ่านกระบวนการเมแทบอลิซึมที่สามารถผลิตพลังงานเซลล์ที่มีประโยชน์ได้
ชไวเทอร์มัน กล่าวว่า “ชีวิตสร้างของเสียจากไนโตรเจนที่จุลินทรีย์บางชนิดแปลงเป็นไนเตรต ในตู้ปลา ไนเตรตจะสะสมตัว คุณจึงต้องเปลี่ยนน้ำ อย่างไรก็ตาม ภายใต้เงื่อนไขที่ถูกต้องใน มหาสมุทรแบคทีเรียบางชนิดสามารถเปลี่ยนไนเตรตเหล่านั้นให้เป็น N2O ได้ ก๊าซจึงรั่วสู่ชั้นบรรยากาศ”
N2O สามารถพบได้ในสภาพแวดล้อมและยังไม่สามารถบ่งชี้ถึงชีวิตได้ในบางสถานการณ์ นี้ได้รับการพิจารณาในการสร้างแบบจำลองใหม่ ตัวอย่างเช่น ฟ้าผ่าสามารถผลิตไนตรัสออกไซด์ได้ในปริมาณเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ฟ้าผ่ายังก่อให้เกิดไนโตรเจนไดออกไซด์ ทำให้นักโหราศาสตร์ทราบเป็นนัยว่ากระบวนการอุตุนิยมวิทยาหรือธรณีวิทยาที่ไม่มีชีวิตได้ผลิตก๊าซดังกล่าว
คนอื่นๆ ที่ถือว่า N2O เป็นก๊าซชีวภาพมักสรุปว่ายากที่จะตรวจจับได้จากระยะไกล Schwieterman อธิบายว่าข้อสรุปนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ N2O ใน ชั้นบรรยากาศของโลก วันนี้. เนื่องจากไม่มีอะไรมากบนโลกใบนี้ ซึ่งเต็มไปด้วยชีวิต บางคนเชื่อว่ามันจะยากที่จะตรวจพบที่อื่นเช่นกัน
ชวีเทอร์แมน กล่าวว่า, “ข้อสรุปนี้ไม่นับระยะเวลาใน ประวัติศาสตร์โลก ซึ่งสภาพมหาสมุทรจะอนุญาตให้มีการปล่อย N2O ทางชีวภาพมากขึ้น สภาพในช่วงเวลาเหล่านั้นอาจสะท้อนถึงดาวเคราะห์นอกระบบในปัจจุบัน”
“ดาวฤกษ์ทั่วไปอย่างดาวแคระ K และ M ผลิตสเปกตรัมแสงที่มีประสิทธิภาพในการทำลายโมเลกุล N2O น้อยกว่าดวงอาทิตย์ของเรา ผลกระทบทั้งสองนี้รวมกันสามารถเพิ่มปริมาณก๊าซชีวภาพที่คาดการณ์ไว้ได้อย่างมากในโลกที่มีผู้คนอาศัยอยู่”
การศึกษาได้ดำเนินการร่วมกับมหาวิทยาลัย Purdue, สถาบันเทคโนโลยีแห่งจอร์เจีย, มหาวิทยาลัยอเมริกัน และศูนย์การบินอวกาศของ NASA Goddard
การอ้างอิงวารสาร:
- Edward W. Schwieterman, Stephanie L. Olson และคณะ การประเมินช่วงที่เป็นไปได้ของ N2O Biosignatures บน Exo-Earths: แนวทางการสร้างแบบจำลองทางชีวเคมีชีวภาพ เคมีแสง และสเปกตรัมแบบบูรณาการ วารสาร Astrophysical. ดอย: 10.3847/1538-4357/ac8cfb
