Astronomowie i planetolodzy sądzili, że wiedzą, jak znaleźć dowody życia na planetach poza naszym Układem Słonecznym. Jednak nowe badania wskazują, że księżyce planet pozasłonecznych mogą wytwarzać „fałszywie dodatnie”, co powoduje niedogodności w poszukiwaniach.
Jak dotąd potwierdzono istnienie ponad 1800 egzoplanet, a ich liczba szybko rośnie. Około 20 z nich uważa się za potencjalnie nadające się do zamieszkania. Wynika to z faktu, że są one tylko nieco masywniejsze niż Ziemia i krążą wokół swoich gwiazd macierzystych w odległościach, które mogłyby pozwolić na istnienie ciekłej wody.
Astronomowie wkrótce mają nadzieję określić skład atmosfery obiecujących obcych światów. Mogą to zrobić, analizując widmo pochłoniętego przez nie światła. W przypadku podobnych do Ziemi światów krążących wokół małych gwiazd to trudne zadanie można osiągnąć za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba Jamesa NASA, którego premiera planowana jest na 2018 rok.
Myśleli, że wiedzą, jak szukać znaku życia. Są pewne gazy, które nie powinny istnieć razem w atmosferze w równowadze chemicznej. Atmosfera ziemska zawiera dużo tlenu i śladowe ilości metanu. Tlen nie powinien istnieć w stabilnej atmosferze. Jak każdy, kto ma plamy rdzy w samochodzie, ma silną tendencję do chemicznego łączenia z wieloma innymi substancjami. Metan nie powinien istnieć w obecności tlenu. Po zmieszaniu oba gazy szybko reagują, tworząc dwutlenek węgla i wodę. Bez jakiegoś procesu jego zastąpienia metan zniknąłby z naszego powietrza za dziesięć lat.
Na Ziemi zarówno tlen, jak i metan pozostają obecne razem, ponieważ zapasy są stale uzupełniane przez żywe stworzenia. Bakterie i rośliny zbierają energię światła słonecznego w procesie fotosyntezy. W ramach tego procesu cząsteczki wody są rozkładane na wodór i tlen, uwalniając wolny tlen jako produkt odpadowy. Około połowa metanu w ziemskiej atmosferze pochodzi z bakterii. Reszta pochodzi z działalności człowieka, w tym uprawy ryżu, spalania biomasy i wzdęć wytwarzanych przez ogromne stada krów i innych przeżuwaczy utrzymywanych przez nasz gatunek.
Samo znalezienie metanu w atmosferze planety nie jest zaskakujące. Może to zrobić wiele czysto chemicznych procesów i jest ono obfite w atmosferach gazowych gigantycznych planet Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna, a także na dużym księżycu Saturna Tytanie. Chociaż sam tlen jest czasem reklamowany jako potencjalny biomarker; sama jego obecność również nie jest solidnym dowodem życia. Istnieją procesy czysto chemiczne, które mogą sprawić, że znajdą się na obcej planecie, a my jeszcze nie wiemy, jak je wykluczyć. Znalezienie tych dwóch gazów razem wydaje się jednak tak bliskie, jak to tylko możliwe, aby uzyskać dowody „palącej broni” na czynności życiowe.
W ten cały spór wtrącił się klucz do małp. Międzynarodowy zespół badaczy kierowany przez dr Hanno Reina z Wydziału Nauk o Środowisku i Fizyce Uniwersytetu w Toronto w Kanadzie. Ich wyniki zostały opublikowane w majowym wydaniu 2014 Postępowanie z National Academy of Sciences USA.
Załóżmy, że, jak twierdzili, tlen jest obecny w atmosferze planety, a metan występuje osobno w atmosferze księżyca krążącego wokół planety. Zespół wykorzystał model matematyczny do przewidzenia spektrum światła, które można zmierzyć teleskopem kosmicznym w pobliżu Ziemi dla prawdopodobnych par planeta-księżyc. Okazało się, że otrzymane widma naśladują widmo jednego obiektu, którego atmosfera zawierała oba gazy.
Dopóki planeta nie okrąży jednej z najbliższych gwiazd, pokazali, że nie można odróżnić pary planeta-księżyc od jednego obiektu za pomocą technologii, która będzie dostępna w najbliższym czasie. Zespół określił swoje wyniki jako „niewygodne, ale nieuniknione… Będzie można uzyskać sugestywne wskazówki wskazujące na możliwe zamieszkiwanie, ale wykluczenie alternatywnych wyjaśnień tych wskazówek prawdopodobnie nie będzie możliwe w najbliższej przyszłości”.
Referencje i dalsza lektura:
Katalog Egzoplanet Habitable, Planetary Habitability Laboratory, University of Puerto Rico w Arecibo
Kaltenegger L., Selsis F., Fridlund M. i in. (2010) Odszyfrowanie spektralnych odcisków palców egzoplanet nadających się do zamieszkania. Astrobiology, 10 (1) str. 89–102.
Major J. (2013) Egzoplanety podobne do Ziemi są wszędzie wokół nas. Magazyn kosmiczny
Rein H., Fujii Y. i Spiegel D. S. (2014) Niektóre niewygodne prawdy o biosignaturach obejmujących dwa gatunki chemiczne na egzoplanetach podobnych do Ziemi. Postępowania z National Academy of Sciences, 111 (19) str. 6871–6875.
Sagan C., Thompson W. R., Carlson R., Gurnett, D., Hord, C. (1993) Poszukiwanie życia na Ziemi ze statku kosmicznego Galileo. Natura, 365 s. 715–721.
