Grupa naukowców z różnych części świata opracowała innowacyjną, a przy tym prostą metodę wykrywania planet, na których istnieje możliwość występowania ciekłej wody oraz jakiejś formy życia.
W skrócie: kluczem do tego jest porównanie ilości dwutlenku węgla na badanej planecie z ilością tego gazu na planetach sąsiednich, a także określenie stężenia ozonu. Co istotne, takie badania są możliwe do przeprowadzenia już w dzisiejszych czasach.
Planety z wodą i życiem
Zespół badawczy, składający się z naukowców z University of Birmingham oraz Massachusetts Institute of Technology, jest przekonany, że jeśli atmosfera jakiejś planety zawiera wyraźnie mniej dwutlenku węgla, niż atmosfery planet sąsiednich, istnieje duże prawdopodobieństwo, że na tej planecie można znaleźć wodę, a nawet życie.
Zmniejszenie stężenia CO2 może sugerować, że ten gaz został pochłonięty przez oceany lub biomasę. To zjawisko może być kluczowe dla identyfikacji planet, na których istnieje możliwość występowania życia.
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Dotychczas, naukowcy przewidywali możliwość istnienia wody i życia na innych planetach głównie na podstawie analiz teoretycznych. Uwzględniali przy tym takie czynniki, jak siła promieniowania gwiazdy, od której planeta zależy, oraz jej odległość od planety.
Jeśli planeta znajduje się zbyt blisko gwiazdy, silne promieniowanie powoduje odparowanie wody. Z kolei, gdy planeta jest położona zbyt daleko, woda zamarza, co również utrudnia lub uniemożliwia rozwój życia.
Z eksperymentalnych metod, proponowano obserwację odbicia światła gwiazdy od ewentualnego oceanu, ale obecne instrumenty są jeszcze zbyt słabe, aby to zaobserwować.
Nowa metoda
Tymczasem nowa metoda, polegająca na porównaniu ilości dwutlenku węgla na różnych planetach, jest łatwa do zastosowania i nie wymaga specjalistycznego sprzętu.
– Pomiar ilości dwutlenku węgla w atmosferze planety jest relatywnie łatwy. To dlatego, że CO2 silnie pochłania promieniowanie podczerwone. Właśnie to zjawisko odpowiada za globalne ocieplenie Ziemi. Poprzez porównanie stężenia CO2 w atmosferach różnych planet możemy wykryć obecność oceanów i zidentyfikować planety bardziej sprzyjające życiu – wyjaśnia prof. Amaury Triaud z University of Birmingham, współautor pracy opublikowanej na łamach magazynu "Nature Astronomy".
Badanie dwutlenku węgla na dalekich planetach może też wskazać obecność życia, nie tylko wody i sprzyjających mu warunków.
– Na Ziemi organizmy żywe przechowują 20 proc. całego uwięzionego dwutlenku węgla, podczas gdy reszta jest głównie rozpuszczona w oceanach. Na innych planetach odsetek ten może być dużo większy. Jedną z oznak wchłaniania CO2 przez organizmy żywe jest emisja tlenu. Natomiast tlen może się zamieniać w ozon, a ozon można wykryć na dalekiej planecie, podobnie jak CO2. Zatem obserwacja stężenia dwutlenku węgla i ozonu może powiedzieć, czy na danej planecie istnieje życie – tłumaczy prof. Julien de Wit z MIT.
Przełom?
– Pomimo dużych nadziei, większość naszych kolegów uznała, że duże teleskopy, takie jak JWST nie będą w stanie wykryć życia na egzoplanetach. Nasza praca przynosi nową szansę. Dzięki wykorzystaniu sygnatury dwutlenku węgla, nie tylko możemy wywnioskować istnienie ciekłej wody. Mamy także sposób na wykrywanie samego życia – podkreśla prof. de Wit.
Badania poziomu dwutlenku węgla na egzoplanetach mogą także wiele powiedzieć naukowcom o samej Ziemi.
– Poprzez pomiary stężenia CO2 w atmosferach innych planet, możemy empirycznie sprawdzić potencjał do rozwoju na nich życia i porównać wyniki z naszymi modelami teoretycznymi. To pomoże szerzej spojrzeć na kryzys klimatyczny, jaki dotyka Ziemią i określić, przy jakim stężeniu CO2 planeta staje się niezdatna do życia. Na przykład Wenus i Ziemia wyglądają niezwykle podobnie, ale na Wenus stężenie dwutlenku węgla jest bardzo wysokie. W jej historii mógł pojawić się punkt bez odwrotu, który doprowadził Wenus do stanu niezdatności do życia – wyjaśnia prof. Triaud.
