Bent u op zoek naar een andere grond? Zoek naar een laag koolstofdioxidegehalte

Wat zouden we moeten vinden als we een andere aarde wilden ontdekken? Als een exoplaneet te ver weg is om zelfs door de krachtigste telescopen rechtstreeks naar water of een biosignatuur te kunnen zoeken, is er dan nog iets anders dat ons zou kunnen vertellen over de potentiële bewoonbaarheid ervan? Het antwoord zou koolstofdioxide kunnen zijn.

Onder leiding van Amaury Triaud en Julien de Wit suggereert een internationaal team van onderzoekers nu de afwezigheid van kooldioxide₂ In de atmosfeer van de planeet zou de kans op de aanwezigheid van vloeibaar water op het oppervlak waarschijnlijk toenemen. de atmosfeer van de aarde Verarmd van koolstofdioxide₂. In tegenstelling tot de droge Mars en Venus, die hoge concentraties koolstofdioxide bevatten₂ In hun atmosfeer nemen de oceanen van onze planeet enorme hoeveelheden koolstofdioxide uit de atmosfeer op, omdat het gas oplost in water. een bedrijf₂ Een tekort aan exoplanetaire atmosferen zou hetzelfde kunnen betekenen.

Een ander molecuul zou een teken kunnen zijn van een bewoonbare planeet: ozon. Veel organismen op aarde (vooral planten) ademen koolstofdioxide in en geven zuurstof af. Deze zuurstof reageert met zonlicht en verandert in O₃of ozon, dat gemakkelijker te detecteren is dan zuurstof uit de lucht. De aanwezigheid van ozon en de afwezigheid van koolstofdioxide kunnen een bewoonbare, zelfs bewoonde planeet betekenen.

Is daar iemand – of iets –?

Er is een verschil tussen een planeet die in een baan rond een gebied draait dat als een bewoonbare zone wordt beschouwd, en de daadwerkelijke bewoonbaarheid. Bewoonbaarheid wordt door onderzoekers gedefinieerd als ‘het vermogen van een planeet om grote reservoirs met vloeibaar oppervlaktewater vast te houden’, zoals zij stellen in Stadion Onlangs gepubliceerd in Nature Astronomy.

Bewijzen dat water daadwerkelijk bestaat, kan theoretisch op verschillende manieren worden gedaan. Het probleem is dat de meeste bestaande telescopen, hoe geavanceerd ook, niet al deze doelen kunnen bereiken. Het vinden van vloeibaar water op lichtjaren afstand is niet zo eenvoudig als het zien van de glinstering van een meer, hoewel het wel mogelijk is op korte afstanden, zoals die in ons zonnestelsel. (Wanneer zonlicht weerkaatst op een vloeibaar lichaam aan het oppervlak, kan wat wetenschappers 'scintillatie' noemen, worden gezien, wat is hoe meren en oceanen werden ontdekt op Saturnusmaan Titan.)

Naast water zijn er nog andere factoren die de bewoonbaarheid kunnen bepalen. Naast de eigenschappen van de atmosfeer omvatten deze (maar zijn niet beperkt tot) de baan van de planeet, platentektoniek, magnetische velden en hoe deze worden beïnvloed door de ster.

Wanneer minder meer is

Triaud, De Wit en hun team zijn van mening dat het de moeite waard is om potentieel bewoonbare planeten te identificeren die tot een systeem behoren dat vergelijkbaar is met het onze. Als er een systeem is met meerdere aardse planeten van vergelijkbare grootte die een atmosfeer hebben, maakt dit het mogelijk om het koolstofdioxidegehalte van hun atmosfeer te vergelijken en te zien of een of meer planeten een aanzienlijk tekort hebben vergeleken met de andere.

Terwijl gezelschap₂ Het tekort garandeert niet de aanwezigheid van vloeibaar water aan het oppervlak, maar zou wetenschappers eerder een reden moeten geven om de planeet of planeten in kwestie nauwlettend in de gaten te houden. We hoeven niet ver van de aarde te kijken om te zien waarom dit logisch is. Niet alleen is het grootste deel van de koolstofdioxide in de atmosfeer van onze planeet uitgeput door de oceanen, maar tektonische platen hebben het ook begraven in de aardkorst. De hoeveelheid koolstofdioxide in de vroege atmosfeer van de aarde die uiteindelijk in rotsen terechtkwam, is ongeveer gelijk aan de hoeveelheid koolstofdioxide₂ In de hele atmosfeer van Venus.

Er schuilt nog een voordeel in het zoeken naar dit tekort. Omdat het een sterke absorbeerder is van infraroodstraling, CO₂ Het is gemakkelijk te herkennen. De huidige telescopen, waaronder de James Webb Telescope van NASA en de Very Large Telescope van het European Southern Observatory, evenals de aankomende Very Large Telescope van het European Southern Observatory, hebben infraroodzicht dat gemakkelijk naar koolstofdioxide kan zoeken.₂ Handtekeningen.

Dus wat als we een planeet zouden vinden die een tekort aan koolstofdioxide vertoont?₂ En de aanwezigheid van ozon? De onderzoekers geloven dat het combineren van de twee niet alleen een paar microbiële levensvormen betekent, maar, althans in theorie, een planeet die wordt bewoond door levende organismen.

“Het leven op aarde vormt de planeet”, aldus het team Hij zei In dezelfde studie. “Planeetvormend leven is eigenlijk waar astronomen naar op zoek zijn.”

Natuurlijke astronomie, 2023. DOI: 10.1038/s41550-023-02157-9