V snahe nájsť dôkazy o živote mimo našej slnečnej sústavy sú vedci nútení prijať to, čo sa nazýva prístup „ovocia s nízkym visením“. V zásade ide o to, aby sa určilo, či by planéty mohli byť „potenciálne obývateľné“ na základe toho, či by boli dostatočne teplé, aby na svojich povrchoch mali tekutú vodu a hustú atmosféru s dostatočným množstvom kyslíka.
Je to dôsledok skutočnosti, že existujúce metódy skúmania vzdialených planét sú zväčša nepriame a že Zem je iba jedna planéta, o ktorej vieme, že je schopná podporovať život. Ale čo keď nie je zaručené, že planéty, ktoré majú dostatok kyslíka, produkujú život? Podľa novej štúdie tímu z Johns Hopkins University to môže byť veľmi dobre.
Zistenia boli uverejnené v štúdii s názvom „Chemická fáza plynnej fázy v atmosfére chladných exoplanet: Náhľad z laboratórnych simulácií“, ktorá bola nedávno uverejnená vo vedeckom časopise. ACS Zem a vesmír chémia. Kvôli štúdiu tím simuloval atmosféru extra solárnych planét v laboratórnom prostredí, aby preukázal, že kyslík nemusí byť nevyhnutne známkou života.
Na Zemi predstavuje kyslík asi 21% atmosféry a vznikol v dôsledku fotosyntézy, ktorá vyvrcholila Veľkou kyslíkovou udalosťou (asi pred 2,45 miliardami rokov). Táto udalosť drasticky zmenila zloženie zemskej atmosféry a zmenila zloženie z dusíka, oxidu uhličitého a inertných plynov na zmes dusíka a kyslíka, ktorú poznáme dnes.
Kvôli svojej dôležitosti pre vznik komplexných foriem života na Zemi je kyslíkový plyn považovaný za jednu z najdôležitejších biologických podpisov pri hľadaní možných náznakov života mimo Zeme. Koniec koncov, plynný kyslík je výsledkom fotosyntetických organizmov (ako sú baktérie a rastliny) a konzumujú ho komplexné zvieratá, ako je hmyz alebo cicavce.
Pokiaľ však ide o to, vedci nevedia o tom, ako rôzne zdroje energie iniciujú chemické reakcie a ako môžu tieto reakcie vytvárať biosignatúry, ako je kyslík. Zatiaľ čo vedci spustili fotochemické modely na počítačoch, aby predpovedali, ktoré atmosféry exoplanet by bolo možné vytvoriť, skutočné simulácie v laboratórnom prostredí chýbali.
Výskumný tím uskutočnil svoje simulácie pomocou špeciálne navrhnutej komory Planetárny HAZE (PHAZER) v laboratóriu Sarah Hörst, pomocného profesora pozemských a planetárnych vied na JHU a jedného z hlavných autorov na papieri. Vedci začali vytvorením deviatich rôznych zmesí plynov na simuláciu atmosféry exoplanet.
Tieto zmesi boli v súlade s predpoveďami o dvoch najbežnejších druhoch exoplanet v našej galaxii - Super-Earths a mini-Neptunes. V súlade s týmito predpoveďami bola každá zmes zložená z oxidu uhličitého, vody, amoniaku a metánu a potom bola zahrievaná na teploty v rozsahu od 27 do 370 ° C (80 až 700 ° F).
Tím potom vstrekol každú zmes do komory PHAZER a vystavil ich jednej z dvoch foriem energie, o ktorých je známe, že spúšťajú chemické reakcie v atmosfére - plazme zo striedavého prúdu a ultrafialového svetla. Zatiaľ čo bývalé simulované elektrické aktivity, ako sú blesky alebo energetické častice, UV svetlo simulovalo svetlo zo Slnka - hlavný hnací motor chemických reakcií v slnečnej sústave.
Po nepretržitom experimente počas troch dní, čo zodpovedá tomu, ako dlho by boli atmosférické plyny vystavené zdroju energie vo vesmíre, vedci merali a identifikovali výsledné molekuly hmotnostným spektrometrom. Zistili, že vo viacerých scenároch sa vytvorili kyslík a organické molekuly. Patria sem formaldehyd a kyanovodík, čo môže viesť k produkcii aminokyselín a cukrov.
Skrátka, tím dokázal dokázať, že plynný kyslík a suroviny, z ktorých by mohol vzniknúť život, by sa mohli vytvoriť jednoduchými chemickými reakciami. Ako Chao He, hlavný autor štúdie, vysvetlil:
„Ľudia hovorili, že prítomnosť kyslíka a organických látok naznačuje život, ale my sme ich tvorili abioticky vo viacerých simuláciách. To naznačuje, že aj spoločná prítomnosť bežne akceptovaných biologických podpisov by mohla byť pre život falošne pozitívna. “
Táto štúdia by mohla mať významné dôsledky, pokiaľ ide o hľadanie života mimo našej slnečnej sústavy. V budúcnosti nám ďalekohľady ďalekohľadov umožnia priame zobrazenie exoplanet a získanie spektier z ich atmosféry. Ak k tomu dôjde, možno bude potrebné prehodnotiť prítomnosť kyslíka ako možného znaku obývateľnosti. Našťastie stále existuje veľa potenciálnych biologických podpisov, ktoré je potrebné vyhľadať!
