Вы ищете другую землю? Ищите низкий уровень углекислого газа

Что нам нужно было бы найти, если бы мы хотели открыть другую Землю? Если экзопланета находится слишком далеко, чтобы даже самые мощные телескопы могли напрямую искать воду или какие-то биосигнатуры, есть ли что-нибудь еще, что могло бы рассказать нам о ее потенциальной обитаемости? Ответом может быть углекислый газ.

Международная группа исследователей под руководством Амори Трио и Жюльена де Вита предполагает, что отсутствие углекислого газа₂ В атмосфере планеты, вероятно, увеличится вероятность присутствия жидкой воды на ее поверхности. Атмосфера Земли Обедненный углекислым газом₂. В отличие от сухих Марса и Венеры, которые содержат высокую концентрацию углекислого газа.₂ Океаны нашей планеты поглощают огромное количество углекислого газа из атмосферы, поскольку этот газ растворяется в воде. компания₂ Нехватка экзопланетной атмосферы может означать то же самое.

Еще одна молекула может быть признаком обитаемой планеты: озона. Многие организмы на Земле (особенно растения) дышат углекислым газом и выделяют кислород. Этот кислород реагирует с солнечным светом и превращается в O.₃, или озон, который легче обнаружить, чем атмосферный кислород. Наличие озона и отсутствие углекислого газа могут означать обитаемую или даже обитаемую планету.

Есть ли там кто-нибудь или что-нибудь?

Существует разница между планетой, вращающейся в зоне, которая считается обитаемой, и фактической обитаемостью. Обитаемость определяется исследователями как «способность планеты сохранять большие резервуары поверхностной жидкой воды», как они заявили в Стади Недавно опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Доказать, что вода действительно существует, теоретически можно несколькими способами. Проблема в том, что большинство существующих телескопов, какими бы продвинутыми они ни были, не способны достичь всех этих целей. Найти жидкую воду на расстоянии световых лет не так просто, как увидеть мерцание озера, хотя это возможно на небольших расстояниях, например, в пределах нашей Солнечной системы. (Когда солнечный свет отражается от поверхности жидкого тела, можно увидеть то, что ученые называют «мерцанием». Именно так на спутнике Сатурна Титане были открыты озера и океаны.)

Помимо воды, есть и другие факторы, которые могут определять обитаемость. Помимо свойств атмосферы, к ним относятся (но не ограничиваются) орбита планеты, тектоника плит, магнитные поля и то, как на них влияет ее звезда.

Когда меньше значит больше

Трио, Де Вит и их команда считают, что стоит попытаться идентифицировать потенциально пригодные для жизни планеты, принадлежащие к системе, похожей на нашу. Если существует система с несколькими планетами земной группы одинакового размера, имеющими атмосферы, это дает возможность сравнить содержание углекислого газа в их атмосферах и посмотреть, имеет ли одна или несколько планет значительный дефицит по сравнению с другой.

Пока компания₂ Эта неспособность не гарантирует наличие жидкой воды на поверхности, а скорее должна дать учёным повод внимательно следить за рассматриваемой планетой или планетами. Нам не нужно отходить далеко от Земли, чтобы понять, почему это имеет смысл. Мало того, что большая часть углекислого газа в атмосфере нашей планеты была истощена океанами, тектонические плиты также похоронили его в земной коре. Количество углекислого газа в ранней атмосфере Земли, оказавшегося в горных породах, примерно равно количеству углекислого газа.₂ Во всей атмосфере Венеры.

В этом дефиците есть еще одно преимущество. Поскольку он особенно поглощает инфракрасный свет, CO₂ Это легко заметить. Сегодняшние телескопы, в том числе телескоп Джеймса Уэбба НАСА и Очень Большой Телескоп Европейской Южной Обсерватории, а также будущий Очень Большой Телескоп Европейской Южной Обсерватории, обладают инфракрасным зрением, которое может легко искать углекислый газ.₂ Подписи.

А что, если мы найдём планету, на которой не хватает углекислого газа?₂ А наличие озона? Исследователи полагают, что объединение этих двух означает не только несколько микробных форм жизни, но, по крайней мере теоретически, планету, населенную живыми организмами.

«Жизнь на Земле формирует планету», — заявила команда. Он сказал В том же исследовании. «На самом деле астрономы ищут планетообразующую жизнь».

Естественная астрономия, 2023. DOI: 10.1038/с41550-023-02157-9