Prosta metoda wskaże planety z wodą i życiem

Międzynarodowy zespół, m.in. z University of Birmingham i Massachusetts Institute of Technology twierdzi, że jeśli atmosfera jakiejś planety zawiera wyraźnie mniej dwutlenku węgla, niż atmosfery planet sąsiednich, można się na niej spodziewać wody, a nawet życia.

Spadek stężenia CO2 oznaczać może bowiem, że gaz ten został pochłonięty przez oceany lub biomasę.

Dotąd możliwość istnienia wody i życia przewidywano głównie na podstawie analiz teoretycznych, uwzględniających m.in. siłę promieniowania gwiazdy i jej odległość od planety.

Gdy planeta znajduje się zbyt blisko, silne promieniowanie powoduje odparowanie wody, natomiast gdy jest położona zbyt daleko, woda zamarza, co również utrudnia lub uniemożliwia rozwój życia.

Z eksperymentalnych metod, proponowano obserwację odbicia światła gwiazdy od ewentualnego oceanu, ale obecne instrumenty są jeszcze zbyt słabe, aby to zaobserwować.

Tymczasem nową metodę można bez większego trudu zastosować już teraz.

"Pomiar ilości dwutlenku węgla w atmosferze planety jest relatywnie łatwy. To dlatego, że CO2 silnie pochłania promieniowanie podczerwone. Właśnie to zjawisko odpowiada za globalne ocieplenie Ziemi. Poprzez porównanie stężenia CO2 w atmosferach różnych planet możemy wykryć obecność oceanów i zidentyfikować planety bardziej sprzyjające życiu" - wyjaśnia prof. Amaury Triaud z University of Birmingham, współautor pracy opublikowanej na łamach magazynu "Nature Astronomy" (https://www.nature.com/articles/s41550-023-02157-9).

Badanie dwutlenku węgla na dalekich planetach może też wskazać obecność życia, nie tylko wody i sprzyjających mu warunków.

"Na Ziemi organizmy żywe przechowują 20 proc. całego uwięzionego dwutlenku węgla, podczas gdy reszta jest głównie rozpuszczona w oceanach. Na innych planetach odsetek ten może być dużo większy. Jedną z oznak wchłaniania CO2 przez organizmy żywe jest emisja tlenu. Natomiast tlen może się zamieniać w ozon, a ozon można wykryć na dalekiej planecie, podobnie jak CO2. Zatem obserwacja stężenia dwutlenku węgla i ozonu może powiedzieć, czy na danej planecie istnieje życie" - tłumaczy prof. Julien de Wit z MIT.

To może być przełom.

"Pomimo dużych nadziei, większość naszych kolegów uznała, że duże teleskopy, takie jak JWST nie będą w stanie wykryć życia na egzoplanetach. Nasza praca przynosi nową szansę. Dzięki wykorzystaniu sygnatury dwutlenku węgla, nie tylko możemy wywnioskować istnienie ciekłej wody. Mamy także sposób na wykrywanie samego życia" - podkreśla prof. de Wit.

Badania poziomu dwutlenku węgla na egzoplanetach mogą także wiele powiedzieć naukowcom o samej Ziemi.

"Poprzez pomiary stężenia CO2 w atmosferach innych planet, możemy empirycznie sprawdzić potencjał do rozwoju na nich życia i porównać wyniki z naszymi modelami teoretycznymi. To pomoże szerzej spojrzeć na kryzys klimatyczny, jaki dotyka Ziemią i określić, przy jakim stężeniu CO2 planeta staje się niezdatna do życia. Na przykład Wenus i Ziemia wyglądają niezwykle podobnie, ale na Wenus stężenie dwutlenku węgla jest bardzo wysokie. W jej historii mógł pojawić się punkt bez odwrotu, który doprowadził Wenus do stanu niezdatności do życia" - wyjaśnia prof. Triaud.