Ve snaze nalézt důkazy o životě mimo naši sluneční soustavu jsou vědci nuceni přijmout to, co se nazývá „nízko visící ovoce“. V zásadě jde o určení, zda by planety mohly být „potenciálně obyvatelné“ na základě toho, zda by byly dostatečně teplé, aby na svých površích měly tekutou vodu a hustou atmosféru s dostatkem kyslíku.
Je to důsledek skutečnosti, že stávající metody zkoumání vzdálených planet jsou do značné míry nepřímé a že Země je pouze jedna planeta, o které víme, že je schopna podporovat život. Ale co když planety, které mají dostatek kyslíku, nezaručují život? Podle nové studie týmu z Johns Hopkins University to může být velmi dobře.
Výsledky byly publikovány ve studii „Chemie plynných fází chladných atmosfér exoplanet: Insight from Laboratory Simulations“, která byla nedávno publikována ve vědeckém časopise ACS Země a vesmír Chemie. Pro jejich studium tým simuloval atmosféru extra solárních planet v laboratorním prostředí, aby prokázal, že kyslík není nutně známkou života.
Na Zemi tvoří kyslík asi 21% atmosféry a vznikl v důsledku fotosyntézy, která vyvrcholila Velkou kyslíkovou událostí (asi před 2,45 miliardami let). Tato událost drasticky změnila složení zemské atmosféry, a to z atmosféry složené z dusíku, oxidu uhličitého a inertních plynů na směs dusíku a kyslíku, kterou známe dnes.
Protože je důležitý pro vznik komplexních forem života na Zemi, kyslíkový plyn je považován za jeden z nejdůležitějších biosignátů při hledání možných indikací života mimo Zemi. Kyslík je nakonec výsledkem fotosyntetických organismů (jako jsou bakterie a rostliny) a spotřebovává ho složitá zvířata, jako je hmyz a savci.
Ale pokud jde o to, vědci nevědí, jak různé zdroje energie iniciují chemické reakce a jak tyto reakce mohou vytvářet biosignatury, jako je kyslík. Zatímco vědci provozovali fotochemické modely na počítačích, aby předpovídali, jaké exoplanetové atmosféry by bylo možné vytvořit, skutečné simulace v laboratorním prostředí chyběly.
Výzkumný tým provedl jejich simulace pomocí speciálně navržené planetární HAZE (PHAZER) komory v laboratoři Sarah Hörst, pomocného profesora Země a planetárních věd na JHU a jednoho z hlavních autorů na papíře. Vědci začali vytvořením devíti různých směsí plynů pro simulaci exoplanetové atmosféry.
Tyto směsi byly v souladu s předpovědi ohledně dvou nejběžnějších typů exoplanet v naší galaxii - Super-Země a mini-Neptun. V souladu s těmito předpovědi byla každá směs složena z oxidu uhličitého, vody, amoniaku a metanu a poté byla zahřátá na teploty v rozmezí od 27 do 370 ° C (80 až 700 ° F).
Tým poté vstřikoval každou směs do komory PHAZER a vystavil je jedné ze dvou forem energie, o nichž je známo, že vyvolávají chemické reakce v atmosféře - plazma ze střídavého proudu a ultrafialového světla. Zatímco bývalé simulované elektrické aktivity, jako jsou blesky nebo energetické částice, UV světlo simulovalo světlo ze Slunce - hlavní hybatel chemických reakcí ve sluneční soustavě.
Poté, co experiment probíhal nepřetržitě tři dny, což odpovídá tomu, jak dlouho by byly atmosférické plyny vystaveny zdroji energie ve vesmíru, vědci změřili a identifikovali výsledné molekuly hmotnostním spektrometrem. Zjistili, že v několika scénářích byly produkovány kyslík a organické molekuly. Jednalo se o formaldehyd a kyanovodík, což může vést k produkci aminokyselin a cukrů.
Tým zkrátka dokázal, že kyslíkový plyn a suroviny, ze kterých by mohl vzniknout život, lze vytvořit jednoduchými chemickými reakcemi. Jak Chao He, hlavní autor studie, vysvětlil:
"Lidé dříve naznačovali, že přítomnost kyslíku a organických látek naznačuje život, ale my jsme je produkovali abioticky ve více simulacích." To naznačuje, že i společná přítomnost běžně přijímaných biosignátů může být pro život falešně pozitivní. “
Tato studie by mohla mít významné důsledky, pokud jde o hledání života mimo naši sluneční soustavu. V budoucnu nám dalekohledy příští generace umožní přímé zobrazení exoplanet a získání spektra z jejich atmosfér. Pokud k tomu dojde, může být nutné znovu zvážit přítomnost kyslíku jako potenciálního příznaku obživy. Naštěstí stále existuje spousta potenciálních biosignátů, které je třeba hledat!
