Biorąc pod uwagę tysiące znanych egzoplanet i dziesiątki tysięcy, które prawdopodobnie zostaną odkryte w nadchodzących dziesięcioleciach, odkrycie planety, na której istnieje życie, może być tylko kwestią czasu. Tak wskazuje rozsądek. Problem w tym, że wcale nie jest tak łatwo tego dowieść. Do tej pory skupiano się na obserwacji składu atmosfer egzoplanet i poszukiwaniu w nich biosygnatur, które wskazywałyby na obecność życia.
Problem jednak w tym, że wiele cząsteczek wytwarzanych przez życie na Ziemi może również powstać w procesach geologicznych. Najnowsze badania dowodzą, że lepszym podejściem byłoby porównywanie składu atmosfery potencjalnie nadającego się do zamieszkania świata ze składem atmosfery innych planet w tym samym układzie planetarnym.
Ponieważ planety powstają w dysku szczątków młodej gwiazdy, ich skład będzie na ogół podobny. Ze względu na migrację niektórych cząsteczek, takich jak lód wodny, planety zewnętrzne mogą mieć nieco inny skład niż planety wewnętrzne, ale ogólnie ich skład jest zbliżony. W najnowszym artykule opublikowanym na serwerze preprintów arXiv astronomowie przyjrzeli się obfitości węgla atmosferycznego na różnych egzoplanetach.
Węgiel jest nie tylko podstawowym pierwiastkiem życia na Ziemi, ale także łatwo wchłaniany jest przez wodę i może być wiązany geologicznie w skałach. Pomysł jest taki, że jeśli egzoplaneta znajduje się w potencjalnej ekosferze gwiazdy i zawiera znacznie mniej węgla atmosferycznego niż podobne światy w swoim układzie, jest to silny wskaźnik obecności wody i życia organicznego.
Weźmy na przykład nasz Układ Słoneczny. Ziemia, Wenus i Mars znajdują się mniej więcej w zamieszkałej strefie Słońca, ale zarówno Wenus, jak i Mars mają atmosfery składające się głównie z dwutlenku węgla. W przeciwieństwie do nich, atmosfera Ziemi składa się głównie z azotu i tlenu oraz tylko ułamka procenta dwutlenku węgla. Zawartość węgla w atmosferze Ziemi tak radykalnie różni się od zawartości węgla na Wenus i Marsie, że wyróżnia się jako prawdopodobnie zamieszkały świat.
W ramach demonstracji zespół przyjrzał się, jak mogłoby to działać w przypadku układu gwiezdnego Trappist-1. To czerwony karzeł z siedmioma znanymi planetami mniej więcej wielkości Ziemi. Trzy z tych światów mieszczą się w strefie potencjalnie nadającej się do zamieszkania, więc jest to doskonały przypadek testowy do porównywania światów. Bazując na możliwościach Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), powinien on być w stanie wykryć poziom dwutlenku węgla w atmosferach planet układu Trappist-1. Autorzy szacują, że wystarczyłoby około dziesięciu wyraźnych tranzytów świata trapistów, aby ustalić, czy któraś z nich ma obniżony poziom CO2. Jeśli jeden z potencjalnie nadających się do zamieszkania światów w tym układzie ma mniejszą zawartość tlenu, byłby dobrym kandydatem do dalszych badań.
Autorzy zwracają uwagę, że samo zmniejszenie poziomu dwutlenku węgla nie musi wcale nic oznaczać. Chociaż duże oceany i obecność życia zmniejszyłyby zawartość węgla w atmosferze, istnieją także inne powody takiego stanu rzeczy. Niektóre skały mogą na przykład absorbować ogromne ilości węgla. Ponadto, ponieważ planety układu TRAPPIST-1 mogą być zablokowane pływowo, ciemna strona planet może stać się wystarczająco zimna, aby zamrozić CO2, usuwając go w ten sposób z atmosfery. Istnieją również sposoby, w jakie życie mogłoby istnieć na świecie, na którym węgla będzie równie dużo co na innych planetach.
Ta metoda z pewnością nie jest metodą potwierdzającą istnienie życia gdziekolwiek, ale może wskazać światy warte szczegółowego zbadania. Tak jak wczesne obserwacje egzoplanet rozpoczynały się od znalezienia planet kandydujących, które później zostały potwierdzone, tak JWST mógł znaleźć kandydujące globy, na których mogłoby istnieć życie, wskazując nam gdzie szukać tych, na których życie faktycznie istnieje.
Obserwuj nas na WhatsAppie! Nie ominie cię żaden artykuł.