Już wiemy, jak szukać kolejnej Ziemi. Przełom w astrofizyce

Początkowo ziemska atmosfera składała się głównie z CO2, ale potem węgiel rozpuścił się w oceanie i sprawił, że na planecie mogło zaistnieć życie. Czy tak też stało się na innych planetach w obcych układach słonecznych? Tego jeszcze nie wiemy, ale wiemy już, że ilość CO2 może wskazywać na warunki sprzyjające życiu.

Naukowcy opracowali nowy sposób identyfikacji planet nadających się do zamieszkania i potencjalnie zamieszkałych. Zespół międzynarodowych badaczy z University of Birmingham w Wielkiej Brytanii oraz Massachusetts Institute of Technology (MIT) w Stanach Zjednoczonych, odkrył, że obniżony poziom CO2 w atmosferze planety, w porównaniu z sąsiednimi planetami, może sugerować, że na jej powierzchni znajduje się ciekła woda.

Ich zdaniem spadek poziomu CO2 oznacza, że ​​dwutlenek węgla w atmosferze planety rozpuszcza się w oceanie lub jest pochłaniany przez biomasę na skalę planetarną. Wyniki badania opublikowano 28 grudnia 2023 r. w czasopiśmie Nature Astronomy.

Więcej o poszukiwaniu życia w kosmosie przeczytasz na Spider`s Web:

Ludzkość poszukuje życia w kosmosie. Dlatego też poszukujemy egzoplanet, obcych planet krążących wokół innych gwiazd. Nie interesują nas jednak wszystkie planety, ale te skaliste i krążące w ekosferze. To strefa wokół gwiazdy, o kształcie zbliżonym do warstwy sferycznej, w której obrębie na wszystkich znajdujących się planetach mogą panować warunki fizyczne i chemiczne umożliwiające powstanie, utrzymanie i rozwój organizmów żywych, z których za najistotniejszy uważane jest istnienie ciekłej wody.

Jak jednak dowiedzieć się, czy planeta w ekosferze posiada na swojej powierzchni wodę? Tu na scenę wkracza CO2. Dwutlenek węgla jest gazem cieplarnianym, który odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu temperatury na powierzchni planety. Jest on również rozpuszczalny w wodzie, co oznacza, że może być wchłaniany przez oceany i inne zbiorniki wodne.

Kiedy poziom CO2 w atmosferze planety jest niższy niż na innych planetach, może to oznaczać, że gaz ten jest pochłaniany przez wodę. Proces ten nie tylko zmniejsza ilość CO2 w atmosferze, ale również wpływa na klimat i warunki panujące na planecie. Na przykład Wenus i Ziemia wyglądają z dalekiego kosmosu niesamowicie podobnie, ale w atmosferze Wenus występuje bardzo duża zawartość węgla. 

Obecność ciekłej wody jest uważana za jedno z podstawowych warunków do istnienia życia, jakie znamy. Woda jest rozpuszczalnikiem, który umożliwia reakcje chemiczne niezbędne dla życia. Jeśli więc naukowcy znajdą planetę z obniżonym poziomem CO2, może to być silny sygnał, że na tej planecie istnieją warunki sprzyjające życiu.

Życie na Ziemi odpowiada za 20 proc. całkowitej ilości wychwyconego CO2. Reszta jest wchłaniana głównie przez oceany. Na innej planecie liczba ta mogłaby być znacznie większa. Jedną z charakterystycznych oznak zużycia węgla przez organizmy biologiczne jest emisja tlenu. Tlen może przekształcić się w ozon, który można tak łatwo wykryć jak CO2. Zatem jednoczesna obserwacja zarówno dwutlenku węgla, jak i ozonu może dostarczyć nam informacji o możliwości obecności życia na tej planecie.

Innym interesującym aspektem jest możliwość, że CO2 jest sekwestrowany przez biomasę na skalę planetarną. Co kryje się za tymi naukowymi określeniami? Krótko mówiąc, jeśli planeta jest porośnięta roślinami tak jak nasza Ziemia i żyją na niej zwierzęta, CO2 jest "wyłapywane" i wiązane przez organizmy żywe. Oznacza to, że na planecie mogą istnieć organizmy zdolne do przetwarzania CO2, podobnie jak rośliny na Ziemi, które przez fotosyntezę przekształcają dwutlenek węgla w tlen.

Naukowcy podkreślają, że dzięki nowemu odkryciu mogą łatwiej określić, czy na planecie rzeczywiście występuje woda w stanie ciekłym. Wcześniej badacze identyfikowali ciecz na powierzchni planety na podstawie jej jasności, czyli sposobu, w jaki światło gwiazd odbija się od wody. Jednak sygnatura ta jest o wiele za słaba, aby obecne obserwatoria mogły ją wykryć, podczas gdy nową metodę można zastosować przy użyciu obecnych teleskopów i narzędzi. Dość łatwo jest bowiem zmierzyć ilość dwutlenku węgla w atmosferze planety. Dzieje się tak, ponieważ CO2 jest silnym pochłaniaczem podczerwieni.

Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w poszukiwaniu życia pozaziemskiego i może być kluczowe w planowaniu przyszłych misji kosmicznych. Badanie atmosfery planet w poszukiwaniu obniżonych poziomów CO2 może stać się jednym z narzędzi, które pomogą nam lepiej zrozumieć, które z nich mają największy potencjał do podtrzymywania życia.