Nowe badanie wskazuje, że jeśli chcemy stworzyć warunki niezbędne do życia na innej planecie, nie mówiąc już o samym życiu, musimy przestać liczyć na węgiel w jej atmosferze. Zamiast tego to brak węgla w atmosferze lub przynajmniej jego brak może być oznaką, że jesteśmy coraz bliżej.
Całe życie na Ziemi zależy od pięciu pierwiastków: węgla, wodoru, tlenu, azotu i fosforu. Wśród tych pierwiastków szczególnie istotny jest węgiel.
Dlatego warto zwracać uwagę na ich obecność w atmosferach planet, na których naszym zdaniem może istnieć życie pozaziemskie. Jednak multidyscyplinarny zespół uważa, że możemy cofnąć się zbyt daleko. Atmosfera o bardzo małej zawartości węgla może być sygnałem, którego szukamy, wskazując, że na planecie są duże szanse na życie.
Woda składająca się z wodoru i tlenu to kolejny kluczowy pierwiastek, którego należy szukać, ale tylko wtedy, gdy jest w postaci płynnej. Profesor Julian de Wit z MIT należy do zespołu, który podejrzewa, że woda w stanie ciekłym i węgiel atmosferyczny nie pasują do siebie.
„[A]Wszystkie funkcje, o których mówiłem do tej pory [as indicators of life] De Wit powiedział w oświadczenie. „Teraz mamy sposób, aby dowiedzieć się, czy na innej planecie znajduje się woda w stanie ciekłym. Możemy do tego dojść w ciągu najbliższych kilku lat.”
Naukowcy twierdzą, że planety w danym układzie gwiazd powstałyby z podobną ilością węgla. „Jeśli teraz widzimy planetę zawierającą mniej węgla, musiała ona gdzieś zniknąć” – powiedział współautor, profesor Amory Triwood z Uniwersytetu w Birmingham. Cięższe pierwiastki mogą być uwięzione w jądrze planety, ale węgiel jest na to za lekki. „Jedynym procesem, który może usunąć tak dużo węgla z atmosfery, jest potężny obieg wody obejmujący oceany ciekłej wody” – kontynuował Triaud.
Pomysł jest sprzeczny z naszą intuicją: węgiel w atmosferze może wskazywać na jego obfitość na powierzchni, a tego właśnie potrzebuje życie. Jednak szybkie spojrzenie na planety po obu stronach nas pokazuje, że coś za tym może się kryć. Wenus ma gęstą atmosferę składającą się w 96,5% z dwutlenku węgla, ale z pewnością nie jest ona sprzyjająca dla życia. Pomiędzy niekontrolowanym globalnym ociepleniem, jakie powoduje gaz, a wytwarzaną przez niego kwasowością, największym problemem jest dwutlenek węgla.
Z drugiej strony największą przeszkodą dla życia na Marsie może być rozrzedzenie jego atmosfery, choć zawiera ona głównie dwutlenek węgla, więc nie wydaje się, aby można było tam znaleźć sygnał węglowy.
Tymczasem, zanim na obrazie pojawili się ludzie, stężenia dwutlenku węgla i metanu w atmosferze ziemskiej były bardzo niskie. Część utraconego węgla czaiła się w ciałach organizmów żywych. „Biologia, jaką znamy, nie tylko produkuje chemikalia, ale także je zużywa” – zauważają autorzy. Jest go również dużo, który rozpuszcza się w oceanach i osiada na dnie morskim, gdzie ostatecznie zamienia się w skałę. Autorzy twierdzą, że jest to mniej więcej ilość znaleziona w atmosferze Wenus.
„Uważamy, że jeśli wykryjemy wyczerpywanie się węgla, będzie to prawdopodobnie wyraźny znak obecności wody w stanie ciekłym i/lub życia” – powiedział De Wit. Z drugiej strony zbyt dużo dwutlenku węgla byłoby tym, co zespół nazywa biosygnaturą.
Wiedza o tym nie byłaby zbyt przydatna, gdybyśmy nie mogli wykryć poziomu węgla w atmosferze planety, ale jest to coś, co Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba i przyszłe teleskopy mogą coraz częściej robić, szczególnie w przypadku planet przelatujących przez swoją gwiazdę poza naszą lokalizacją. „CO2 jest bardzo silnym obserwatorem w podczerwieni i można go łatwo wykryć w atmosferach egzoplanetarnych” – wyjaśnił De Wit. Autorzy sugerują, że zebranie danych z dziesięciu tranzytów powinno wystarczyć w przypadku planet krążących wokół najbliższych gwiazd.
Jeśli w atmosferze danej planety jest mało węgla, można to przypisać dziwactwu w chmurze, z której powstał układ. Kiedy jednak można porównać atmosfery więcej niż jednej planety, co naukowcy mają nadzieję zrobić w przypadku TRAPPIST-1, rozbieżności mogą być bardzo sugestywne.
Jednakże, podczas gdy ten spadek dwutlenku węgla2 Mogłoby to wskazywać na możliwość istnienia życia, ale nie byłoby dowodem na jego ewolucję. Aby to osiągnąć, potrzebne są inne biosygnatury, a zespół sugeruje, że priorytetem powinien być ozon. Ozon odnosi się do ciągłego uzupełniania atmosfery tlenem cząsteczkowym, co trudno wytłumaczyć bez obecności powszechnego życia fotosyntetycznego. Z drugiej strony o2 Chociaż cząstek w atmosferze ziemskiej jest więcej, emitują promieniowanie w zaszumionej części widma.
Badanie zostało opublikowane w Astronomia przyrodnicza.
„Nagradzany beeraholik. Fan Twittera. Podróżnik. Miłośnik jedzenia.