У својим напорима да пронађу доказе живота изван нашег Сунчевог система, научници су приморани да користе оно што је познато као „воће са малим виском“. У основи, ово се своди на утврђивање да ли би планете могле бити „потенцијално усељиве“ на основу тога да ли ће бити довољно топла да имају течну воду на својим површинама и густу атмосферу са довољно кисеоника.
То је последица чињенице да су постојеће методе испитивања удаљених планета у великој мери индиректне и да је Земља само једна планета за коју знамо да може да подржи живот. Али шта ако планете које имају доста кисеоника не гарантују продукцију живота? Према новој студији тима са Универзитета Јохнс Хопкинс, то би могао бити случај.
Открића су објављена у студији под насловом „Хемијска фаза гаса атмосфере хладне егзопланете: увид из лабораторијских симулација“, која је недавно објављена у научном часопису АЦС Земља и свемир Хемија. Ради своје студије, тим је симулирао атмосферу екстра-соларних планета у лабораторијском окружењу како би показао да кисеоник није нужно знак живота.
На Земљи гас кисеоника чини око 21% атмосфере и настао је као резултат фотосинтезе која је кулминирала догађајем Великог оксигенације (пре око 2,45 милијарди година). Овај догађај драстично је променио састав Земљине атмосфере, прелазећи од азота, угљен-диоксида и инертних гасова до мешавине азота и кисеоника какву познајемо данас.
Због свог значаја за пораст сложених животних форми на Земљи, гас кисеоника се сматра једном од најважнијих биосигната када се траже могући показатељи живота изван Земље. Напокон, гас кисеоника је резултат фотосинтетских организама (попут бактерија и биљака), а конзумирају их сложене животиње попут инсеката и сисара.
Али када се све своди на то, многи научници не знају како различити извори енергије покрећу хемијске реакције и како те реакције могу створити биосигнаре попут кисеоника. Док су истраживачи на рачунарима водили фотохемијске моделе како би предвидели какву атмосферу егзопланета могу да створе, праве симулације у лабораторијском окружењу недостају.
Истраживачки тим је извео своје симулације користећи посебно дизајнирану комору за планетарни ХАЗЕ (ПХАЗЕР) у лабораторији Сарах Хорст, доцента за науке о планети и планети на ЈХУ и једног од главних аутора на раду. Истраживачи су започели стварањем девет различитих гасних смеша како би симулирали атмосферу егзопланета.
Ове мешавине биле су у складу са предвиђањима која се дају о две најчешће врсте егзопланета у нашој галаксији - Супер-Земљи и мини-Нептуни. У складу са овим предвиђањима, свака мешавина је била састављена од угљен-диоксида, воде, амонијака и метана, а затим је загревана до температуре у распону од 27 до 370 ° Ц (80 до 700 ° Ф).
Тим је затим убризгао сваку смешу у ПХАЗЕР комору и изложио их једном од два облика енергије за које се зна да покрећу хемијске реакције у атмосфери - плазму од наизменичне струје и ултраљубичасто светло. Док су прве симулирале електричне активности попут муње или енергетских честица, УВ светлост је симулирала светлост Сунца - главног покретача хемијских реакција у Сунчевом систему.
Након извођења експеримента током три дана, што одговара колико ће атмосферски гасови бити изложени извору енергије у свемиру, истраживачи су мерењем и идентификовали настале молекуле масеним спектрометром. Открили су да се у више сценарија стварају молекули кисеоника и органских киселина. Они укључују формалдехид и водоник цијанид, који могу довести до производње аминокиселина и шећера.
Укратко, тим је био у стању да покаже да кисеоник и сировине из којих би живот могао да настане могу бити створени једноставним хемијским реакцијама. Као што је Цхао Хе, главни аутор студије, објаснио:
„Људи су некада сугерисали да кисик и органски материјали буду присутни заједно указују на живот, али ми смо их произвели абиотички у више симулација. Ово сугерише да би чак и заједничко присуство општеприхваћених биосигнатура могло бити лажно позитивно за живот. "
Ова студија би могла имати значајне импликације када је у питању потрага за животом изван нашег Сунчевог система. У будућности ће нам телескопи нове генерације пружити могућност да директно ексопланете снимимо и добијемо спектар из њихове атмосфере. Кад се то догоди, присуство кисеоника можда ће бити потребно преиспитати као потенцијални знак за становање. Срећом, још увек има пуно потенцијалних биосигнарија које треба потражити!