În eforturile lor de a găsi dovezi de viață dincolo de sistemul nostru solar, oamenii de știință sunt nevoiți să ia ceea ce este cunoscut sub denumirea de „fructe cu agățat scăzut”. Practic, se ajunge la determinarea dacă planetele ar putea fi „potențial locuibile” pe baza dacă acestea ar fi sau nu suficient de calde pentru a avea apă lichidă pe suprafețele lor și atmosfere dense cu suficient oxigen.
Aceasta este o consecință a faptului că metodele existente pentru examinarea planetelor îndepărtate sunt în mare măsură indirecte și că Pământul este doar o planetă pe care o cunoaștem care este capabilă să susțină viața. Dar ce se întâmplă dacă planetele cu mult oxigen nu li se garantează că vor produce viață? Potrivit unui nou studiu realizat de o echipă de la Universitatea Johns Hopkins, acest lucru poate fi foarte bine.
Rezultatele au fost publicate într-un studiu intitulat „Chimie în faza gazelor atmosferelor exoplanetului rece: Insight from Laborator Simulations”, care a fost publicat recent în revista științifică ACS Pământ și spațiu Chimie. De dragul studiului lor, echipa a simulat atmosfera planetelor extra-solare într-un mediu de laborator pentru a demonstra că oxigenul nu este neapărat un semn de viață.
Pe Pământ, gazul de oxigen constituie aproximativ 21% din atmosferă și a apărut ca urmare a fotosintezei, care a culminat cu Marele Eveniment de Oxigenare (aproximativ 2,45 miliarde de ani în urmă). Acest eveniment a schimbat drastic compoziția atmosferei Pământului, trecând de la unul compus din azot, dioxid de carbon și gaze inerte la amestecul azot-oxigen pe care îl știm astăzi.
Datorită importanței sale pentru creșterea formelor de viață complexe pe Pământ, gazul de oxigen este considerat unul dintre cele mai importante biosemnaturi atunci când se caută posibile indicii de viață dincolo de Pământ. La urma urmei, gazul de oxigen este rezultatul organismelor fotosintetice (cum ar fi bacteriile și plantele) și este consumat de animale complexe precum insectele și mamiferele.
Însă, atunci când vine vorba despre aceasta, există multe lucruri pe care oamenii de știință nu știu despre modul în care diferite surse de energie inițiază reacții chimice și despre modul în care aceste reacții pot crea biosemnaturi precum oxigenul. În timp ce cercetătorii au rulat modele fotochimice pe calculatoare pentru a prezice ce atmosfere exoplanetare ar putea să creeze, simulări reale într-un mediu de laborator au lipsit.
Echipa de cercetare și-a desfășurat simulările folosind camera special concepută Planetary HAZE (PHAZER) din laboratorul lui Sarah Hörst, profesor asistent de științe ale Pământului și Planetare la JHU și unul dintre principalii autori de pe hârtie. Cercetătorii au început prin crearea a nouă amestecuri diferite de gaze pentru a simula atmosfera exoplanetă.
Aceste amestecuri au fost în concordanță cu predicțiile făcute despre cele mai comune două tipuri de exoplanete din galaxia noastră - Super-Pământurile și mini-Neptunele. În concordanță cu aceste predicții, fiecare amestec a fost compus din dioxid de carbon, apă, amoniac și metan și a fost apoi încălzit la temperaturi cuprinse între 27 și 370 ° C (80 până la 700 ° F).
Echipa a injectat apoi fiecare amestec în camera PHAZER și le-a expus la una dintre cele două forme de energie cunoscute pentru a declanșa reacții chimice în atmosfera - plasmă dintr-un curent alternativ și lumină ultravioletă. În timp ce primele companii au simulat activități electrice precum fulgere sau particule energetice, lumina UV a simulat lumina de la Soare - principalul motor al reacțiilor chimice din Sistemul Solar.
După ce au rulat experimentul continuu timp de trei zile, ceea ce corespunde cu cât timp gazele atmosferice vor fi expuse la o sursă de energie în spațiu, cercetătorii au măsurat și identificat moleculele rezultate cu un spectrometru de masă. Ceea ce au descoperit a fost că, în mai multe scenarii, s-au produs oxigen și molecule organice. Acestea au inclus formaldehidă și cianură de hidrogen, care poate duce la producerea de aminoacizi și zaharuri.
Pe scurt, echipa a reușit să demonstreze că gazul de oxigen și materiile prime din care ar putea apărea viața pot fi create atât prin reacții chimice simple. După cum a explicat Chao He, autorul principal al studiului:
„Oamenii obișnuiau să sugereze că oxigenul și produsele organice care sunt prezente împreună indică viață, dar le-am produs abiotic în mai multe simulări. Acest lucru sugerează că chiar și co-prezența biosignaturilor acceptate în mod obișnuit ar putea fi o falsă pozitivă pentru viață ”.
Acest studiu ar putea avea implicații semnificative atunci când vine vorba de căutarea vieții dincolo de sistemul nostru solar. În viitor, telescoapele de generație viitoare ne vor oferi posibilitatea de a imagina exoplanetele direct și de a obține spectre din atmosfera lor. Atunci când se întâmplă acest lucru, este posibil să fie necesară reconsiderarea prezenței de oxigen ca semn potențial al locuinței. Din fericire, există încă o mulțime de biosignaturi potențiale de căutat!
