На сьогоднішній день відкрито понад 5000 екзопланетних систем. Біосигнатури — це хімічні компоненти в атмосфері планети, які можуть вказувати на життя, і вони часто включають велику кількість газів в атмосфері нашої планети.
Вчені в UC Ріверсайд припускають, що чогось не вистачає в типовому списку хімічних речовин, які астробіологи використовують для пошуку життя на планетах навколо інших зірок — веселячий газ.
Едді Швітерман, астробіолог Департаменту наук про Землю та планети UCR, сказав: «Було багато міркувань про кисень і метан як біосигнатури. Менше дослідників серйозно розглядали закис азоту, але ми вважаємо, що це може бути помилкою».
Щоб дійти цього висновку, вчені визначили, скільки закису азоту могла б виробляти така планета, як Земля. Після цього вони створили симуляцію цієї планети, що обертається навколо різних типів зірок, і розрахували кількість N2O, яку можна вловити за допомогою такого телескопа, як Джеймс Вебб космічний телескоп.
Закис азоту, або N2O, є газом, який утворюється різними способами живими істотами. Мікроорганізми постійно перетворюють інші молекули азоту в N2O за допомогою метаболічного процесу, який може виробляти корисну клітинну енергію.
Швітерман сказав, «Життя генерує азотні відходи, які деякі мікроорганізми перетворюють на нітрати. Ці нітрати накопичуються в акваріумі, тому вам доведеться міняти воду. Однак за відповідних умов в океан, деякі бактерії можуть перетворювати ці нітрати на N2O. Потім газ витікає в атмосферу».
N2O можна знайти в навколишньому середовищі, але в деяких ситуаціях він все ще не є ознакою життя. Це було враховано в новому моделюванні. Наприклад, блискавка може виробляти невелику кількість закису азоту. Однак блискавка також виробляє діоксид азоту, що дає астробіологам натяк на те, що неживі метеорологічні або геологічні процеси утворили газ.
Інші, хто вважає N2O газом біосигнатури, часто приходять до висновку, що його буде важко виявити з такої відстані. Швітерман пояснив, що цей висновок ґрунтується на концентраціях N2O в Атмосфера Землі сьогодні. Оскільки його небагато на цій планеті, яка кишить життям, деякі вважають, що його також буде важко виявити деінде.
Швітерман сказав, «Цей висновок не враховує періоди в Історія Землі де умови океану сприяли б значно більшому біологічному викиду N2O. Умови в ті періоди могли відображати стан екзопланети сьогодні».
«Звичайні зірки, такі як карлики K і M, виробляють світловий спектр, який менш ефективний для розщеплення молекули N2O, ніж наше Сонце. Ці два ефекти разом можуть значно збільшити прогнозовану кількість цього біосигнатурного газу в населеному світі».
Дослідження проводилося у співпраці з Університетом Пердью, Технологічним інститутом Джорджії, Американським університетом і Центром космічних польотів імені Годдарда НАСА.
Довідка з журналу:
- Едвард В. Швітерман, Стефані Л. Олсон та ін. Оцінка вірогідного діапазону біосигнатур N2O на екзо-Землях: інтегрований підхід біогеохімічного, фотохімічного та спектрального моделювання. Астрофізичний журнал. DOI: 10.3847/1538-4357/ac8cfb
