Nowy pomysł na poszukiwanie życia pozaziemskiego

Teleskop Jamesa Webba, który za półtora roku trafi w przestrzeń kosmiczną, da nam nowe możliwości badania atmosfery planet pozasłonecznych i poszukiwania życia. Naukowcy z University of Washington przeprowadzili badania, w wyniku których zaproponowali nową metodą stwierdzania obecności życia na innych planetach. Uzupełnia ona zaproponowane już dawno poszukiwanie dużych ilości tlenu w atmosferze planety.

Pomysł, by szukać atmosferycznego tlenu będącego oznaką istnienia życia, powstał przed wielu laty. I jest to dobra strategia. Bardzo trudno jest bowiem wytworzyć duże ilości tlenu bez życia. Nie chcemy jednak wkładać wszystkich jajek do jednego koszyka. Nawet jeśli życie powszechnie występuje w kosmosie, to nie wiemy, czy jest to życie wytwarzające tlen. Biochemia produkcji tlenu jest bardzo złożona i może zachodzić rzadko, mówi Joshua Krissansen-Totton, z UW.

Naukowcy przyjrzeli się więc historii Ziemi, jedynej znanej nam planety, na której istnieje życie. Poszukiwali w niej okresów, gdy atmosfera Ziemi była stabilną mieszaniną gazów, które mogły istnieć tylko w obecności organizmów żywych. Trzeba bowiem pamiętać, że wielkie ilości tlenu wytworzone przez organizmy żywe istnieją przez zaledwie 12% historii Ziemi.

W ten sposób udało się zidentyfikować mieszaninę gazów, której istnienie wskazuje na istnienie życia. Mieszanina ta to metan i dwutlenek węgla, ale bez obecności tlenku węgla.

Musimy szukać światów, których atmosfera zawiera duże ilości metanu i dwutlenku węgla, który ma płynną wodę na powierzchni i w atmosferze którego nie ma tlenku węgla. Nasze badania wykazały, że takie cechy będą przekonującym dowodem na istnienie życia. Bardzo ekscytujący jest fakt, że takie badania są możliwe do przeprowadzenia i w niedługim czasie możemy odkryć świat, w którym istnieje życie, mówi profesor David Catling.

Naukowcy sprawdzili wszelkie źródła metanu na planecie – od uderzeń asteroid po wydobywanie się metanu z wnętrza planety – i stwierdzili, że bez obecności organizmów żywych powstanie dużych ilości metanu na skalistych planetach jest mało możliwe.

Jeśli zaś wykryty zostanie metan, dwutlenek węgla i nie będzie w atmosferze tlenku węgla, to taka nierównowaga chemiczna jest oznaką istnienia życia. Atomy węgla w obu molekułach reprezentują różne stopnie utlenienia. Dwutlenek węgla przyłącza maksymalnie dużo molekuł tlenu, a w metanie brak jest tlenu, zamiast niego mamy wodór, chemicznego adwersarza tlenu.

Mamy więc te ekstremalne poziomy utlenienia. Bardzo trudno jest zaś je uzyskać w procesach niebiologicznych bez jednoczesnego powstawania pośredniczącego w reakcji tlenku węgla. Na przykład na planetach, na których są aktywne wulkany wyrzucające do atmosfery metan i dwutlenek węgla, zauważymy też tlenek węgla, który również wydobywa się z wulkanów, wyjaśnia Krissansen-Totton. Co więcej, tam, gdzie istnieje życie, tlenek węgla nie powinien gromadzić się w atmosferze. Gaz ten jest bowiem z łatwością pochłaniany przez mikroorganizmy.

Zatem jeśli na jakiejś planecie zauważymy duże ilości atmosferycznego tlenku węgla, to najprawdopodobniej nie istnieje na niej życie.

Teleskop Webba życie atmosfera metan dwutlenek węgla tlenek węgla