Püüdes leida tõendeid elu kohta väljaspool meie päikesesüsteemi, on teadlased sunnitud kasutama nn madala rippuva puuvilja lähenemisviisi. Põhimõtteliselt tuleb selle põhjal otsustada, kas planeedid võiksid olla “potentsiaalselt elamiskõlblikud”, lähtudes sellest, kas nad oleksid piisavalt soojad, et nende pinnal oleks vedelat vett ja tihedas atmosfääris piisavalt hapnikku.
See on tingitud asjaolust, et olemasolevad kaugete planeetide uurimise meetodid on suuresti kaudsed ja et Maa on vaid üks meie teada olev planeet, mis on võimeline elu toetama. Mis saab aga siis, kui rohke hapnikuga planeetidel pole elu garanteeritud? Johns Hopkinsi ülikooli meeskonna uue uuringu kohaselt võib see väga hästi olla.
Leiud avaldati hiljuti teadusajakirjas avaldatud uuringus pealkirjaga „Jahutatud eksoplaneedi atmosfääri gaasifaasi keemia: ülevaade laborisimulatsioonidest“. ACS Maa ja kosmos Keemia. Uuringu huvides simuleeris meeskond päikesekeskkonna planeetide atmosfääri laborikeskkonnas, et näidata, et hapnik ei ole tingimata elu märk.
Maakeral moodustab gaasiline hapnik umbes 21% atmosfäärist ja tekkis fotosünteesi tulemusel, mis kulmineerus suure hapnikujuhtumi sündmusega (umbes 2,45 miljardit aastat tagasi). See sündmus muutis drastiliselt Maa atmosfääri koostist, minnes lämmastiku, süsinikdioksiidi ja inertsete gaaside koosseisust lämmastiku ja hapniku segule, mida me täna teame.
Kuna hapnikgaasi on oluline Maa peal keerukate eluvormide tekkele, peetakse seda üheks olulisemaks biosignatuuriks, kui otsitakse võimalikke märke elust väljaspool Maad. Lõppude lõpuks on hapnikgaas fotosünteetiliste organismide (nagu bakterid ja taimed) tulemus ja seda tarbivad keerulised loomad, nagu putukad ja imetajad.
Kuid kui asi puudutab seda, siis teadlased ei tea, kuidas erinevad energiaallikad kutsuvad esile keemilisi reaktsioone ja kuidas need reaktsioonid võivad tekitada biosignatuure nagu hapnik. Kui teadlased on arvutites käivitanud fotokeemilisi mudeleid, et ennustada, mida eksoplaneedi atmosfäär võiks luua, on tegelikud simulatsioonid laboratooriumikeskkonnas puudu.
Uurimisrühm viis simulatsioonid läbi spetsiaalselt selleks ette nähtud Planeetide HAZE (PHAZER) kambriga JHU Maa ja planeediteaduste abiprofessori Sarah Hörsti laboris ja ühe paberil oleva põhimõtte autori kohta. Teadlased alustasid eksoplaneedi atmosfääri simuleerimiseks üheksa erineva gaasisegu loomist.
Need segud olid kooskõlas ennustustega, mis tehti meie galaktikas kahe kõige tavalisema eksoplaneedi tüübi kohta - supermaad ja mini-Neptuunid. Kooskõlas nende ennustustega koosnes iga segu süsinikdioksiidist, veest, ammoniaagist ja metaanist ning kuumutati seejärel temperatuurini vahemikus 27 kuni 370 ° C (80 kuni 700 ° F).
Seejärel süstis meeskond iga segu PHAZER-kambrisse ja paljastas need kahele energiavormile, mis teadaolevalt käivitavad atmosfääris keemilisi reaktsioone - vahelduvvoolu plasma ja ultraviolettvalgus. Kui varasemad simuleerisid elektrilisi tegevusi, nagu välk või energeetilised osakesed, siis ultraviolettvalgus jäljendas Päikesest tulevat valgust - päikesesüsteemi keemiliste reaktsioonide peamist tõukejõudu.
Pärast katset pidevalt kolme päeva vältel, mis vastab sellele, kui kaua atmosfäärigaasid kosmoses energiaallikaga kokku puutuvad, mõõtsid ja tuvastasid teadlased massispektromeetriga saadud molekulid. Nad leidsid, et mitme stsenaariumi korral toodeti hapnikku ja orgaanilisi molekule. Nende hulka kuulusid formaldehüüd ja vesiniktsüaniid, mis võivad põhjustada aminohapete ja suhkrute tootmist.
Lühidalt, meeskond suutis näidata, et nii hapniku gaasi kui ka tooraineid, millest elu võib välja tulla, saab mõlemad luua lihtsate keemiliste reaktsioonide abil. Nagu uuringu juhtiv autor Chao He selgitas:
"Inimesed väitsid, et hapniku ja orgaaniliste ainete koosseis näitab elu, kuid me tootsime neid abiootiliselt mitme simulatsiooni käigus. See viitab sellele, et isegi üldiselt aktsepteeritud biosignatuuride samaaegne esinemine võib olla eluks valepositiivne. ”
Sellel uuringul võib olla tõsiseid tagajärgi elu otsimisel väljaspool meie päikesesüsteemi. Tulevikus annavad järgmise põlvkonna teleskoobid meile võimaluse eksoplaneete vahetult pildistada ja nende atmosfäärist spektreid saada. Kui see juhtub, tuleb võib-olla uuesti läbi mõelda hapniku olemasolu, mis on potentsiaalne märk elamiskõlblikkusest. Õnneks on veel palju potentsiaalseid biosignatuure, mida otsida!
