Първият път, когато намерим доказателства за живот на планета, орбитираща

Първият път, когато намерим доказателства за живот на планета, орбитираща друга звезда (екзопланета), евентуално ще стане посредством разбор на газовете в нейната атмосфера. С повишаването на броя на известните планети, сходни на Земята, скоро можем да открием газове в атмосферата на екзопланета, които са сходни с тези на Земята.

Но какво ще стане, в случай че извънземният живот употребява малко по-различна химия от нашата? Ново изследване, оповестено в Nature Astronomy, твърди, че най-хубавият късмет да използваме атмосферата, с цел да намерим доказателства за живот, е да разтеглим търсенето и да не се фокусираме единствено върху планети като Земята, а да включим и такива с атомна атмосфера.

Можем да сондираме атмосферата на екзопланета, когато тя минава пред своята звезда. Когато такова прекосяване се случи, светлината на звездата би трябвало да премине през атмосферата на планетата, с цел да доближи до нас и част от нея се всмуква до момента в който става това прекосяване. Гледайки спектъра на звездата – нейната светлина се разгражда съгласно дължината на вълната й, може да се разбере каква светлина липсва и разкрива от кои газове се състои атмосферата.

Документирането на атмосферите на екзопланетите е една от задачите на галактическия телескоп James Webb. Ако бъде открита атмосфера, която има друг химичен микс от това, което бихме очаквали, едно от най-простите пояснения би било, че тя се поддържа в този състав посредством виталните процеси на тази планета.

Такъв е казусът със Земята. Атмосферата на нашата планета съдържа метан (CH₄), който естествено реагира с кислорода, с цел да сътвори въглероден диоксид. Метанът обаче се попълня от биологични процеси на планетата.

Казано по различен метод, кислородът въобще нямаше да бъде в атмосферата на Земята, в случай че не беше освободен от въглероден диоксид от фотосинтетични микроби по време на по този начин нареченото огромно оксигенационно събитие, почнало преди към 2,4 милиарда години.

Авторите на новото проучване настояват, че би трябвало да стартира проучване на светове, по-големи от Земята, чиято атмосфера е доминирана от водород. Според тях, там може да няма свободен О2, защото водородът и кислородът вършат елементарно запалима примес.

Водородът е най-леката от всички молекули и елементарно се измъква в космоса. За да може скалистата планета да има гравитация, задоволително мощна, с цел да се закачи на атомна атмосфера, тя би трябвало да бъде „ супер Земя “, т.е. да е с маса сред два и 10 пъти по-голяма от тази на Земята. Водородът може да бъде уловен непосредствено от газовия облак, където се образува планетата, или да бъде освободен по-късно посредством химическа реакция сред желязо и вода.

Плътността на атмосферата, доминирана от водород, понижава към 14 пъти по-бавно колкото по-нагоре се отива над планетата, спрямо атмосфера, доминирана от азот, като земната. Това прави 14-кратно по-голямо покритие от атмосфера, заобикалящо планетата, което улеснява забелязването на такава планета в спектралните данни. По-големите размери също биха подобрили възможностите да се следи сходна атмосфера посредством непосредствено изображение с оптичен телескоп.

Авторите организират лабораторни опити, в които потвърждават, че бактерията Е. коли (милиарди от които живеят в червата на човек) може да оцелее и да се развъжда в атмосфера на водород при цялостното неявяване на какъвто и да е О2. Те показват същото и при разнообразни дрожди.

Въпреки че това е забавно, то не придава огромна тежест на аргумента, че животът може да процъфти в атмосфера от водород. Вече се знаят обаче доста микроби в земната кора, които оцеляват посредством метаболизиране на водорода, и даже има многоклетъчен организъм, който прекарва целия си живот в зона без О2 на дъното на Средиземно море.

Земната атмосфера, която стартира без О2 е малко евентуално в миналото да е имала повече от 1% водород. Но ранният живот може да се наложи да се метаболизира посредством взаимоотношение на водород с въглерод, с цел да се образува метан, а не посредством реакция на О2 с въглерод, с цел да се образува въглероден диоксид.

Проучването прави значимо изобретение. Изследователите показват, че има „ изумително многообразие “ от десетки газове, създадени от артикули от Е. coli, живеещи в среда на водород. Много от тях, като диметилсилфид, карбонил сулфид и изопрен, имат „ биосигнатури “, които могат да бъдат открити във атомна атмосфера. Това усилва възможностите да се разпознаят витални знаци на дадена екзопланета, просто би трябвало да се знае какво да се търси.

Авторите на новото проучване също показват, че молекулярният водород в задоволителна централизация може да работи като парников газ. Това би могло да поддържа повърхността на планетата задоволително топла с цел да има течна вода, а оттова и живот на повърхността, даже в случай че планетата е по-далеч от нейната звезда.

Новата доктрина уголемява броя на допустимо обитаемите светове, като включва и планети от вида „ супер Земя “ с богата на водород атмосфера, където да бъдат открити тези първи неуловими признаци на извънземен живот.

Тази публикация е оповестена в изданието The Conversation