Astronomowie gorączkowo badają biosygnatury i ich znaczenie w poszukiwaniu życia na obcych planetach. Każda z tych planet to swoista zagadka, a rola węgla w biogeochemii i klimatologii atmosfer jest kluczowa. Zrozumienie pochodzenia oraz zachowania węgla na egzoplanetach to istotny etap w rozwikłaniu tej tajemnicy.

Warto podkreślić, że węgiel obejmuje związki, takie jak dwutlenek węgla, tlenek węgla i metan (CO2, CO i CH4). Nowe badanie skupia się na analizie różnorodności tych związków w atmosferach egzoplanet podobnych do Ziemi, krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca.

Praca pt. „Stężenia CO2, CO i CH4 w atmosferach egzoplanet przypominających Ziemię pozbawionych życia” została przekazana do „The Astrophysical Journal” i jest dostępna na stronie arxiv.org. Jej autorami są Yasuto Watanabe i Kazumi Ozaki, którzy są związani z różnymi instytucjami badawczymi w Japonii.

Badacze szczególnie zwrócili uwagę na tlenek węgla (CO) i jego potencjalne znaczenie dla powstania życia. Warto podkreślić, że na obcych planetach CO może dostarczać mieszane sygnały.

Węgiel odgrywa kluczową rolę w życiu na Ziemi, co sugeruje, że może być podobnie na innych planetach. Warto wspomnieć, że w przeszłości atmosfera Ziemi różniła się od dzisiejszej, co może wpływać na poziom CO. W badaniach biosygnatur obecność CO w atmosferze może sugerować istnienie życia, zwłaszcza gdy występuje niewiele tlenu i słabe światło słoneczne.

Niestety, zagadnienie to jest bardziej skomplikowane. W badaniach teoretycznych stara się rozwikłać mechanizmy kształtujące atmosferę egzoplanet, aby dokładniej określić, które połączenia węgla mogą być sygnaturą życia.

Jednym z kluczowych pojęć jest tzw. CO runaway, który występuje w atmosferach przypominających wczesną atmosferę Ziemi, zawierającą mało tlenu. W takich warunkach CO jest wytwarzane w wyniku fotodysocjacji przez promieniowanie UV i niszczone przez reakcje chemiczne. W odpowiednich warunkach może dochodzić do nadprodukcji CO, co jest ważne dla pochodzenia życia.

Zrozumienie CO runaway jest istotne, ponieważ może wpływać na tworzenie związków niezbędnych do życia, takich jak peptydy. Badania wskazują, że obecność CO może być wskaźnikiem życia na egzoplanetach, podobnie jak na Marsie.

W ramach badania autorzy korzystali z modeli chemii atmosferycznej, aby lepiej zrozumieć CO runaway i jego potencjalne znaczenie dla poszukiwania życia na egzoplanetach.

Warto podkreślić, że atmosfery egzoplanet są skomplikowanymi systemami, w których oddziaływają oceany, lądy i atmosfery. Gwiazdy także odgrywają rolę, generując promieniowanie UV, które wpływa na atmosferę.

Odkrycie wyraźnej luki w chemii atmosferycznej może pomóc w identyfikacji biosygnatur. Jednak istnieje pewien problem, który utrudnia analizę – obecność wulkanów.

Magma może zmieniać atmosferę poprzez emisję CO w większych ilościach niż CH4, co może prowadzić do CO runaway bez konieczności dużej ilości promieniowania UV.

Badanie to stanowi ważny krok w poszukiwaniach życia na egzoplanetach, jednak nadal pozostaje wiele niewiadomych. Potrzebne są dalsze badania, łączące modele atmosferyczne i procesy zachodzące w skorupie, manto i jądrze planet. Takie badania mogą dostarczyć większej pewności w identyfikacji biosygnatur.

Wnioski z tej pracy wzbogacają naszą wiedzę na temat skomplikowanych relacji między rodzajem gwiazd centralnych, składem atmosfery, klimatem, aktywnością tektoniczną a pochodzeniem życia. To cenne informacje dla poszukiwaczy zamieszkanych światów poza naszym Układem Słonecznym.

Źródło: Universe Today