Atmosfera sa neznatnom količinom ugljenika mogla bi biti znak vode i života na drugim terestričkim planetama

Istraživači pretpostavljaju da bi, ako terestrička planeta ima mnogo manje ugljen-dioksida u svojoj atmosferi u poređenju sa drugim planetama u istom sistemu – to mogao biti znak tečne vode, i možda života, na površini te planete.

Štaviše, taj novi znak je u dometu svemirskog teleskopa „Džejms Veb“. Iako su naučnici predložili druge znakove pogodnosti za život, te osobine je teško, a možda i nemoguće, izmeriti pomoću trenutnih tehnologija, piše Phys.org.

Ovaj novi znak, relativno oskudnog ugljen-dioksida, jedini je znak nastanjivosti koji se trenutno može detektovati.

„Sveti gral nauke o egzoplanetama je potraga za naseljivim svetovima, i prisustvom života, ali sve osobine koje su dosad razmatrane nalaze se van dohvata najnovijih opservatorija“, kaže Džulijen de Vit, docent za planetarne nauke u Masačusetskom institutu za tehnologiju.

„Sad imamo način da otkrijemo da li tečna voda postoji na nekoj drugoj planeti. I tome se možemo okrenuti narednih nekoliko godina“.

Iza svetlucanja

Astronomi su zasad identifikovali više od 5.200 svetova van našeg solarnog sistema. Pomoću sadašnjih teleskopa, astronomi mogu direktno izmeriti udaljenost planete od njene zvezde i vreme potrebno za izvođenje orbite.

Ova merenja mogu pomoći naučnicima da zaključe da li je planeta u zoni pogodnoj za život. Međutim, nema načina da se direktno potvrdi da li je planeta zaista pogodna za život, tj. da voda u tečnom stanju postoji na njenoj površini.

Širom našeg solarnog sistema, naučnici mogu detektovati prisustvo tečnih okeana posmatrajući „odsjaje“ – bljeskove Sunčeve svetlosti koja se odbija od tečnih površina. Ovi odsjaji su viđeni, na primer, na Saturnovom najvećem mesecu, Titanu, potvrđujući ogromna jezera tog meseca.

Detekcija sličnih svetlucanja kod dalekih planeta, međutim, nije u dometu trenutnih tehnologija. Međutim, De Vit i njegove kolege su shvatile da postoji još jedna odlika naseljivosti u koja bi se mogla detektovati u udaljenim svetovima.

Terestrične planete u našem solarnom sistemu, Venera, Zemlja i Mars, slične su po tome što su sve tri stenovite i nalaze se u relativno umerenom regionu u odnosu na Sunce.

Zemlja je jedina od njih koja trenutno ima tečnu vodu. I primećena je još jedna jasna razlika – Zemlja ima znatno manje ugljen-dioksida u svojoj atmosferi.

Naučnici pretpostavljaju da su te planete nastale na sličan način i ako jedna od njih sad ima toliko manje ugljenika – mora da je otišao negde. Jedini proces koji bi mogao ukloniti tako mnogo ugljenika iz atmosfere jeste snažan hidrološki ciklus sa okeanima tečne vode.

Zaista, Zemljini okeani igraju veliku i postojanu ulogu u apsorpciji ugljen-dioksida. Tokom stotina miliona godina, okeani su preuzeli ogromnu količinu ugljen-dioksida, skoro jednaku količini koja postoji u Venerinoj atmosferi danas.

Taj efekat planetarnih razmera ostavio je Zemljinu atmosferu značajno siromašnijom ugljen-dioksidom u poređenju sa susednim planetama.

Na Zemlji je veliki deo ugljen-dioksida izolovan u morskoj vodi i stenama tokom geoloških perioda, što pomaže u regulisanju klime i uslova za život milijardama godina, kažu naučnici.

Ako bi slična oskudica ugljen-dioksida bila detektovana na nekoj dalekoj planeti, u poređenju sa njenim susedima, to bi bio pouzdan znak tečnih okeana i života na njenoj površini.

Mapa puta ka životu

Potraga za oskudnim ugljen-dioksidom bi najbolje funkcionisala u pogledu vrlo sličnih sistema, u kojima više terestričkih planeta, otprilike iste veličine, kruži relativno blizu jedna drugoj, kao u našem solarnom sistemu.

Prvi korak koji naučnici predlažu jeste provera da li planete imaju atmosfere, jednostavnim traganjem za prisustvom ugljen-dioksida, za koji se očekuje da preovladava u većini planetarnih atmosfera.

„Ugljen-dioksid vrlo dobro apsorbuje infracrvenu radijaciju i može se lako detektovati u atmosferama egzoplaneta“, kaže De Vit. „Signal ugljen-dioksida onda može otkriti prisusutvo atmosfere“.

Nakon što ustanove da više planeta u sistemu ima atmosfere, mogu preći na merenje količine ugljen-dioksida u njima, kako bi saznali da li ga neka planeta ima znatno manje od drugih. Ako ima, ta planeta je verovatno pogodna za život, što znači da na njenoj površini postoje velike oblasti tečne vode.

Međutim, uslovi pogodni za život ne znače nužno da je planeta nastanjena. Da bi proverili da li život tamo zaista postoji, naučnici predlažu da se potraži još jedna odlika atmosfere – ozon.

Na Zemlji, biljke i neki mikrobi doprinose uklanjanju ugljen-dioksida, mada ni približno kao okeani. Ipak, u okviru tog procesa, živa bića emituju kiseonik, koji se u reakciji sa Sunčevim fotonima pretvara u ozon – molekul koji je mnogo lakše detektovati nego sam kiseonik.

Dakle, ako bi atmosfera planete pokazivala znakove i ozona i umanjene količine ugljen-dioksida, verovatno se radi o pogodnom za život, i naseljenom svetu.

„Ako detektujemo ozon, šanse su prilično velike da je povezan sa ugljen-dioksidom koji konzumiraju životni oblici – i to bi bili veličanstveni oblici života, ne samo nekoliko bakterija. Bila bi to biomasa planetarnih razmera sposobna da procesuira ogromnu količinu ugljenika i reaguje s njim“, kažu istraživači.

Oni procenjuju da bi „Veb“ mogao da izmeri ugljen-dioksid, i možda ozon, u bliskim multiplanetarnim sistemima kao što je TRAPPIST-1 – sistem od sedam planeta koje kruže oko vrlo sjajne zvezde, samo 40 svetlosnih godina od Zemlje.

„TRAPPIST-1 je jedan od samo nekoliko sistema u kojima bismo mogli sprovesti terestrička atmosferska istraživanja pomoću svemirskog teleskopa ‘Džejms Veb’“, kaže De Vit.

„Sad imamo mapu puta za pronalazak planeta pogodnih za život. Ako budemo radili zajedničkim snagama, otkrića koja menjaju paradigmu mogla bi biti ostvarena u roku od nekoliko godina“.

(Telegraf Nauka/Phys.org)