A Naprendszeren kívüli élet bizonyítékainak felkutatása során a tudósok kénytelenek arra, hogy az úgynevezett „alacsony függesztésű gyümölcs” megközelítést alkalmazzák. Alapvetően ez annak meghatározására vezethető vissza, hogy a bolygók „potenciálisan lakhatóak-e” annak alapján, hogy vajon elegendőek-e-e melegek ahhoz, hogy folyékony víz legyen a felületükön és sűrű légkör, elegendő oxigénnel.
Ez annak a következménye, hogy a távoli bolygók meglévő vizsgálati módszerei nagyrészt közvetettek, és hogy a Föld csak egy olyan bolygó, amelyet tudunk, amely képes az élet támogatására. De mi van, ha nem garantálják, hogy bőséges oxigénnel bolygók hozzanak létre életet? A Johns Hopkins Egyetem egy új tanulmánya szerint ez valószínűleg így van.
Az eredményeket közzétették egy „A hűvös exoplanet légkörének gázfázisú kémiája: betekintés a laboratóriumi szimulációkból” című tanulmányban, amelyet nemrégiben publikáltak a tudományos folyóiratban. ACS Föld és Űr Kémia. Vizsgálataik érdekében a csoport laboratóriumi környezetben szimulálta az extra Napfény bolygók légkörét annak bizonyítása érdekében, hogy az oxigén nem feltétlenül az élet jele.
A Földön az oxigéngáz a légkör kb. 21% -át teszi ki, és a fotoszintézis eredményeként keletkezett, amely a nagy oxigénképződés eseményévé vált (kb. 2,45 milliárd évvel ezelőtt). Ez az esemény drasztikusan megváltoztatta a Föld légkörének összetételét, az nitrogénből, szén-dioxidból és közömbös gázokból álló keverékből a ma ismert nitrogén-oxigén keverékbe.
Mivel fontos a bonyolult életformák Földön való növekedése szempontjából, az oxigéngázt az egyik legfontosabb bioszignációnak tekintik, amikor a Földön kívüli élet lehetséges jelzéseit keresik. Végül is az oxigéngáz a fotoszintetikus organizmusok (például baktériumok és növények) eredménye, és összetett állatok, például rovarok és emlősök fogyasztják el őket.
De amikor odajutunk rá, sok minden, amit a tudósok nem tudnak arról, hogy a különböző energiaforrások miként indítják el a kémiai reakciókat, és hogy ezek a reakciók miként hozhatnak létre olyan biológiai aláírásokat, mint az oxigén. Miközben a kutatók fotokémiai modelleket futtattak a számítógépeken annak előrejelzésére, hogy az exoplanet légkörei képesek lennének létrehozni, laboratóriumi környezetben valódi szimulációk hiányoztak.
A kutatócsoport a szimulációkat a speciálisan tervezett Planetary HAZE (PHAZER) kamra segítségével, Sarah Hörst laboratóriumában végezte, aki a JHU földtudományi és bolygótudományi asszisztens professzora, és a papír egyik alapeleme. A kutatók kilenc különféle gázkeverék létrehozásával kezdték meg az exoplanet légkörének szimulálását.
Ezek a keverékek összhangban voltak a galaxisunkban az exoplanet két leggyakoribb típusával - Super-Earths és mini-Neptunes - tett előrejelzésekkel. Ezen előrejelzésekkel összhangban az egyes elegyek szén-dioxidból, vízből, ammóniából és metánból álltak, majd 27-370 ° C (80-700 ° F) hőmérsékletre melegítették.
A csoport ezután befecskendezte az egyes keverékeket a PHAZER kamrába, és kitett kétféle energiaforma egyikének, amelyekről ismert, hogy a légkörben kémiai reakciókat váltanak ki - plazma váltakozó áramú és ultraibolya fényből. Míg a korábbi szimulált elektromos tevékenységeket, mint például villám vagy energetikai részecskék, az ultraibolya fény a Naptól származó fényt szimulálta - a Naprendszer kémiai reakcióinak fő mozgatórugója.
A kísérlet három napig tartó folyamatos futtatása után, amely megegyezik azzal, meddig a légköri gázok ki vannak téve az űrben lévő energiaforrásnak, a kutatók tömegspektrométerrel megmérik és azonosítják a kapott molekulákat. Azt találták, hogy több esetben is előállítottak oxigént és szerves molekulákat. Ide tartoztak a formaldehid és a hidrogén-cianid, amelyek aminosavak és cukrok előállításához vezethetnek.
Röviden: a csapat képes volt bebizonyítani, hogy az oxigén-gáz és az alapanyagok, amelyekből az élet kialakulhat, egyszerû kémiai reakciókkal is elõállíthatók. Ahogy Chao He, a tanulmány vezető szerzője elmagyarázta:
Az emberek azt sugallták, hogy az oxigén és a szerves anyagok együttes jelenléte jelzi az életet, de abiotikusan állítottuk elő őket többszörös szimulációk során. Ez azt sugallja, hogy még az általánosan elfogadott bio-aláírások együttes jelenléte hamis pozitív is lehet az élet számára. ”
Ennek a tanulmánynak jelentős következményei lehetnek, ha a Naprendszerünkön túlmutató életet keresünk. A jövőben a következő generációs távcsövek képessé teszik számunkra az exoplanetek közvetlen felvételét és a spektrumok megszerzését a légkörükből. Amikor ez megtörténik, az oxigén jelenlétét esetleg át kell gondolni, mint a lehetséges alkalmazhatóság jelét. Szerencsére még mindig rengeteg potenciális bio-aláírást kell keresni!
