Gdyby kosmici odwiedzili nasz Układ Słoneczny, zajęłoby im tylko chwilę, aby dowiedzieć się, która planeta jest tą, na której jest całe życie. Obecność tlenu w naszej atmosferze dała naukowcom klucz do poszukiwania życia na innych światach. Ale co, jeśli istnieją czysto naturalne procesy, które mogłyby pomieszać poszukiwanie życia, oszukując potężne nowe obserwatoria kosmiczne, takie jak Terrestrial Planet Finder i Darwin.
Nie martw się Nowa symulacja przeprowadzona przez zespół amerykańskich naukowców pokazuje, że żaden naturalny proces w mieszkalnym świecie z ciekłą wodą nie utrzymałby wysokiego poziomu tlenu i ozonu w obcej atmosferze. Jeśli jest tlen, jest życie.
Uważa się, że większość tlenu (O2) w ziemskiej atmosferze została wytworzona podczas fotosyntezy. Rośliny zużywają energię słoneczną, pobierając dwutlenek węgla i uwalniając O2 jako produkt uboczny. Z biegiem czasu tlen ten gromadził się w naszej atmosferze do obecnego stosunku 21%, wraz z resztą azotu i innych gazów śladowych.
Ten stosunek jest bardzo ważny w poszukiwaniu życia we Wszechświecie. W ciągu następnych kilku dekad budowana będzie flota statków kosmicznych i eksperymentów, które będą tak wrażliwe, że będą w stanie analizować atmosferę odległego świata wielkości Ziemi. Znajdź tlen lub ozon w atmosferze tej planety - tak myśli - i znalazłeś świat z życiem. Podobnie jak nasza planeta, niektóre procesy organiczne odświeżają tlen w atmosferze, zapobiegając jego reakcji.
Jednym z niedawno anulowanych statków kosmicznych jest Terrestrial Planet Finder, który byłby wystarczająco czuły, aby analizować składniki chemiczne odległej atmosfery. Niestety, misja ta została zlikwidowana po przeniesieniu budżetów na wsparcie Wizji Eksploracji Kosmosu, która odeśle ludzi z powrotem na Księżyc i na Marsa. Nie martw się jednak, Europejczycy też pracują nad tym problemem, realizując misję Darwin. I nie został anulowany ... jeszcze.
Te misje (jeśli się rozpoczną) będą w stanie wykryć tlen i ozon w odległej atmosferze świata. Ale czy można ich oszukać? Czy istnieją naturalne procesy, które mogą generować podobny poziom tlenu i ozonu? Jeśli tak, to bardzo utrudniłoby to poszukiwanie życia, generując fałszywe pozytywy, które dezorientowałyby naukowców.
Istnieje kilka scenariuszy, które według naukowców mogą powodować fałszywe pozytywne skutki dla życia. Na przykład na niekontrolowanej planecie cieplarnianej, takiej jak Wenus, duże ilości wodoru mogą uciekać z gorącej, wilgotnej atmosfery. Ponieważ ten wodór pochodzi z wody (H2O), pozostawiłby tlen. Jeśli planeta pozasłoneczna traci ocean na kosmos, może oszukać detektory.
W innej sytuacji zamrożona planeta podobna do Marsa może być wystarczająco duża, aby zatrzymać ciężkie gazy, ale zbyt mała, aby utrzymać odgazowanie wulkanu. Zamrożona powierzchnia zahamowałaby wówczas utratę tlenu, ale również go nie zużyła.
Sztuczka obu tych scenariuszy polega na tym, że istniałyby one na planetach poza strefą zamieszkiwaną przez gwiazdę. Uważni obserwatorzy byliby w stanie wykluczyć ich z wyprzedzeniem.
Zespół amerykańskich naukowców opracował symulację, aby sprawdzić, czy istnieją scenariusze, które mogą generować fałszywie pozytywne wyniki, i nie byli w stanie znaleźć niczego, co mogłoby oszukać przyszłe teleskopy. Artykuł badawczy nosi tytuł Abiotyczne tworzenie się O2 i O3 w ziemskich atmosferach o wysokiej emisji CO2i został niedawno przyjęty do czasopisma Astronomia i astrofizyka.
Przeprowadzili wiele symulacji, biorąc pod uwagę wszystkie potencjalne zmienne, które symulowałyby świat podobny do Ziemi, w tym różne szybkości odgazowywania wulkanów i promieniowanie ultrafioletowe.
Nie byli w stanie wymyślić żadnych scenariuszy, w których mieszkalna planeta z ciekłą wodą mogłaby wygenerować fałszywie dodatni wynik dla O2 lub O3, który oszukałby teleskop taki jak Terrestrial Planet Finder lub Darwin.
Oryginalne źródło: artykuł badawczy Arxiv
