Ψάχνετε για άλλη γη; Ψάξτε για χαμηλό διοξείδιο του άνθρακα

Τι θα χρειαζόμασταν να βρούμε αν θέλαμε να ανακαλύψουμε μια άλλη Γη; Εάν ένας εξωπλανήτης είναι πολύ μακριά για ακόμη και τα πιο ισχυρά τηλεσκόπια να αναζητήσουν απευθείας νερό ή κάποια βιουπογραφή, υπάρχει κάτι άλλο που θα μπορούσε να μας πει για την πιθανή κατοικησιμότητα του; Η απάντηση θα μπορούσε να είναι το διοξείδιο του άνθρακα.

Με επικεφαλής τους Amaury Triaud και Julien de Wit, μια διεθνής ομάδα ερευνητών προτείνει τώρα ότι η απουσία διοξειδίου του άνθρακα₂ Στην ατμόσφαιρα του πλανήτη πιθανότατα θα αυξήσει τις πιθανότητες ύπαρξης υγρού νερού στην επιφάνειά του. ατμόσφαιρα της γης Εξαντλημένο από διοξείδιο του άνθρακα₂. Σε αντίθεση με τον ξηρό Άρη και την Αφροδίτη, που περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα₂ Στην ατμόσφαιρά τους, οι ωκεανοί του πλανήτη μας προσλαμβάνουν τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα επειδή το αέριο διαλύεται στο νερό. μια εταιρία₂ Η έλλειψη εξωπλανητικής ατμόσφαιρας θα μπορούσε να σημαίνει το ίδιο πράγμα.

Ένα άλλο μόριο θα μπορούσε να είναι σημάδι ενός κατοικήσιμου πλανήτη: του όζοντος. Πολλοί οργανισμοί στη Γη (ιδιαίτερα τα φυτά) αναπνέουν διοξείδιο του άνθρακα και απελευθερώνουν οξυγόνο. Αυτό το οξυγόνο αντιδρά με το ηλιακό φως και μετατρέπεται σε Ο₃, ή το όζον, το οποίο είναι πιο εύκολο να ανιχνευθεί από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Η παρουσία του όζοντος και η απουσία διοξειδίου του άνθρακα θα μπορούσε να σημαίνει έναν κατοικήσιμο, ακόμη και κατοικημένο, πλανήτη.

Υπάρχει κανείς – ή τίποτα – εκεί;

Υπάρχει διαφορά μεταξύ ενός πλανήτη που βρίσκεται σε τροχιά μέσα σε αυτό που θεωρείται κατοικήσιμη ζώνη και της πραγματικής κατοικιμότητας. Η κατοικησιμότητα ορίζεται από τους ερευνητές ως «η ικανότητα ενός πλανήτη να διατηρεί μεγάλες δεξαμενές επιφανειακών υγρών υδάτων», όπως δήλωσαν στο Stady Πρόσφατα δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy.

Η απόδειξη ότι το νερό πραγματικά υπάρχει μπορεί να γίνει θεωρητικά με διάφορους τρόπους. Το πρόβλημα είναι ότι τα περισσότερα υπάρχοντα τηλεσκόπια, ανεξάρτητα από το πόσο εξελιγμένα είναι, δεν είναι σε θέση να επιτύχουν όλους αυτούς τους στόχους. Η εύρεση υγρού νερού έτη φωτός μακριά δεν είναι τόσο εύκολη όσο η λάμψη μιας λίμνης, αν και είναι δυνατό σε μικρές αποστάσεις, όπως αυτές εντός του ηλιακού μας συστήματος. (Όταν το ηλιακό φως αντανακλάται από ένα επιφανειακό υγρό σώμα, μπορεί να φανεί αυτό που οι επιστήμονες αναφέρουν ως «σπινθηρισμός», με τον οποίο ανακαλύφθηκαν λίμνες και ωκεανοί στο φεγγάρι του Κρόνου, Τιτάνα.)

Εκτός από το νερό, υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που μπορούν να καθορίσουν την κατοικησιμότητα. Εκτός από τις ιδιότητες της ατμόσφαιρας, αυτές περιλαμβάνουν (αλλά δεν περιορίζονται σε) την τροχιά του πλανήτη, την τεκτονική των πλακών, τα μαγνητικά πεδία και τον τρόπο με τον οποίο επηρεάζονται από το άστρο του.

Όταν λιγότερο είναι περισσότερο

Οι Triaud, De Wit και η ομάδα τους πιστεύουν ότι αξίζει να προσπαθήσουμε να εντοπίσουμε δυνητικά κατοικήσιμους πλανήτες που ανήκουν σε ένα σύστημα παρόμοιο με το δικό μας. Εάν ένα σύστημα περιέχει αρκετούς επίγειους πλανήτες παρόμοιου μεγέθους και έχει ατμόσφαιρες, αυτό καθιστά δυνατή τη σύγκριση της περιεκτικότητας σε διοξείδιο του άνθρακα στις ατμόσφαιρές τους και να δούμε εάν ένας ή περισσότεροι πλανήτες έχουν σημαντικό έλλειμμα σε σύγκριση με τους άλλους.

Ενώ παρέα₂ Το έλλειμμα δεν εγγυάται την παρουσία υγρού νερού στην επιφάνεια, αλλά μάλλον θα πρέπει να δώσει στους επιστήμονες έναν λόγο να παρακολουθούν στενά τον πλανήτη ή τους εν λόγω πλανήτες. Δεν χρειάζεται να κοιτάξουμε μακριά από τη Γη για να δούμε γιατί αυτό έχει νόημα. Όχι μόνο το μεγαλύτερο μέρος του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μας έχει εξαντληθεί από τους ωκεανούς, αλλά και οι τεκτονικές πλάκες το έχουν θάψει στον φλοιό της Γης. Η ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα στην πρώιμη ατμόσφαιρα της Γης που κατέληξε παγιδευμένη σε βράχους είναι περίπου ίση με την ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα₂ Σε όλη την ατμόσφαιρα της Αφροδίτης.

Υπάρχει ένα άλλο πλεονέκτημα για να αναζητήσετε σε αυτό το έλλειμμα. Επειδή είναι ισχυρός απορροφητής της υπέρυθρης ακτινοβολίας, το CO₂ Είναι εύκολο να εντοπιστεί. Τα σημερινά τηλεσκόπια, συμπεριλαμβανομένου του τηλεσκοπίου James Webb της NASA και του Very Large Telescope του European Southern Observatory, καθώς και του επερχόμενου Very Large Telescope του European Southern Observatory, έχουν υπέρυθρη όραση που μπορεί εύκολα να αναζητήσει διοξείδιο του άνθρακα.₂ Υπογραφές.

Τι θα γινόταν λοιπόν αν βρίσκαμε έναν πλανήτη που παρουσίαζε έλλειψη διοξειδίου του άνθρακα;₂ Και η παρουσία του όζοντος; Οι ερευνητές πιστεύουν ότι ο συνδυασμός των δύο σημαίνει όχι μόνο μερικές μικροβιακές μορφές ζωής, αλλά, τουλάχιστον θεωρητικά, έναν πλανήτη που κατοικείται από ζωντανούς οργανισμούς.

«Η ζωή στη Γη διαμορφώνει τον πλανήτη», είπε η ομάδα Αυτός είπε Στην ίδια μελέτη. «Η ζωή που σχηματίζει πλανήτες είναι στην πραγματικότητα αυτό που αναζητούν οι αστρονόμοι».

Natural Astronomy, 2023. DOI: 10.1038/s41550-023-02157-9