Sự hiện diện của oxit nitơ trong bầu khí quyển của các hành tinh ngoài Trái đất có thể là dấu hiệu cho thấy sự hiện diện của sự sống ngoài Trái đất - theo một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu ở Mỹ do Edward Schwieterman tại Đại học California, Riverside.
Sử dụng các mô hình máy tính tiên tiến để hỗ trợ đề xuất của họ, nhóm nghiên cứu tin rằng công trình của họ có thể cung cấp những hiểu biết quan trọng cho các nghiên cứu về hành tinh ngoài bởi các đài quan sát hiện tại và tương lai - bao gồm cả Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST).
Các nhà thiên văn biết đến hơn 5000 ngoại hành tinh - là những hành tinh quay quanh các ngôi sao khác ngoài Mặt trời - và con số đó không ngừng tăng lên. Khi kính thiên văn được cải tiến, các nhà thiên văn học ngày càng giỏi hơn trong việc xác định thành phần của khí quyển ngoại hành tinh, và những phép đo này đóng một vai trò quan trọng trong việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất. Điều này được thực hiện bằng cách thực hiện các phép đo quang phổ trên ánh sáng sao đã đi qua bầu khí quyển ngoại hành tinh.
Tìm kiếm sự sống
Chúng tôi chưa bao giờ nhìn thấy sự sống trên hành tinh khác, vì vậy chúng tôi không biết chính xác nó sẽ ảnh hưởng như thế nào đến bầu khí quyển ngoại hành tinh. Thay vào đó, các nhà sinh vật học thiên văn xác định các chất hóa học trong bầu khí quyển của Trái đất có liên quan đến sự hiện diện của sự sống và tìm kiếm những "đặc điểm sinh học" này.
Đây là nơi ôxít nitơ (còn được gọi là khí cười) đi vào. Mặc dù nó không đặc biệt phổ biến trong bầu khí quyển của Trái đất ngày nay, Schwieterman và các đồng nghiệp cho rằng khí có thể có nhiều trong các kỷ nguyên trước đây của lịch sử Trái đất.
Khí độc trong khu vực sinh sống có thể cản trở sự xuất hiện của sự sống ngoài hành tinh
Nitơ oxit được tạo ra bởi một số sinh vật sống trên Trái đất, vì vậy có khả năng nó có thể hiện diện trong bầu khí quyển của một số hành tinh ngoại có sự sống. Tuy nhiên, ở đây trên Trái đất, có những quá trình tự nhiên giữ cho mức oxit nitơ trong khí quyển ở mức rất thấp. Tuy nhiên, trên các hành tinh khác, lượng nitơ oxit dồi dào có thể là do mức độ thấp của các chất xúc tác kim loại và các enzym sinh học phá vỡ hợp chất. Một khả năng khác là bức xạ sao nhận được bởi một số hành tinh ngoài hành tinh không hiệu quả bằng ánh sáng mặt trời trong việc phá hủy oxit nitơ. Thật vậy, mức oxit nitơ trong những tình huống như vậy có thể đủ cao để có thể quan sát được bằng kính thiên văn như JWST.
Nhóm của Schwieterman đã khám phá ý tưởng này bằng cách phát triển một mô hình sinh hóa để định lượng sự phong phú có thể có của nitơ oxit trong khí quyển của các hành tinh ngoại giống Trái đất quay quanh các ngôi sao thuộc dãy chính. Bằng cách kết hợp mô hình của họ với các mô hình quang hóa và quang phổ, các nhà nghiên cứu cũng tính toán rằng oxit nitơ có thể tăng đến mức có thể phát hiện được trong một loạt các điều kiện khí quyển. Điều này có thể bao gồm TRAPPIST-1 hệ thống, nơi có tới bốn hành tinh xuất hiện quay quanh khu vực có thể sinh sống được của ngôi sao chủ lùn đỏ lạnh của chúng.
Mặc dù oxit nitơ cũng có thể được tạo ra bởi các nguồn phi sinh học, chẳng hạn như sét đánh, nhưng nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng lượng khí được tạo ra sẽ thấp hơn mức độ do các hệ sinh thái ngoài hành tinh tạo ra. Dựa trên kết quả của họ, Schwieterman và các đồng nghiệp hy vọng rằng JWST, cùng với các kính thiên văn khác đang tích cực tìm kiếm các dấu hiệu của sự sống trong khí quyển ngoại hành tinh, sẽ thêm oxit nitơ vào danh sách các giải phẫu sinh học khả thi - có khả năng đưa việc khám phá sự sống ngoài Trái đất đến gần hơn.
Nghiên cứu được mô tả trong Tạp chí Astrophysical Journal.
