Suchen Sie ein anderes Land? Achten Sie auf einen niedrigen Kohlendioxidgehalt

Was müssten wir finden, wenn wir eine andere Erde entdecken wollten? Wenn ein Exoplanet zu weit entfernt ist, als dass selbst die leistungsstärksten Teleskope direkt nach Wasser oder einer Biosignatur suchen könnten, gibt es dann noch etwas, das uns Aufschluss über seine potenzielle Bewohnbarkeit geben könnte? Die Antwort könnte Kohlendioxid sein.

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Amaury Triaud und Julien de Wit vermutet nun die Abwesenheit von Kohlendioxid₂ In der Atmosphäre des Planeten würde sich wahrscheinlich die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche vorhanden ist. Erdatmosphäre An Kohlendioxid erschöpft₂. Im Gegensatz zu trockenem Mars und Venus, die hohe Konzentrationen an Kohlendioxid enthalten₂ Die Ozeane unseres Planeten nehmen in ihrer Atmosphäre große Mengen Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf, weil sich das Gas im Wasser löst. Firma₂ Ein Mangel an exoplanetaren Atmosphären könnte dasselbe bedeuten.

Ein weiteres Molekül könnte ein Zeichen für einen bewohnbaren Planeten sein: Ozon. Viele Organismen auf der Erde (insbesondere Pflanzen) atmen Kohlendioxid ein und setzen Sauerstoff frei. Dieser Sauerstoff reagiert mit Sonnenlicht und wird zu O₃oder Ozon, das leichter zu erkennen ist als Luftsauerstoff. Das Vorhandensein von Ozon und das Fehlen von Kohlendioxid können auf einen bewohnbaren oder sogar bewohnten Planeten hinweisen.

Ist irgendjemand – oder irgendetwas – da?

Es gibt einen Unterschied zwischen der Umlaufbahn eines Planeten innerhalb einer sogenannten bewohnbaren Zone und der tatsächlichen Bewohnbarkeit. Bewohnbarkeit wird von Forschern als „die Fähigkeit eines Planeten, große Reservoire an flüssigem Oberflächenwasser zu speichern“ definiert Stady Kürzlich veröffentlicht in Nature Astronomy.

Der Nachweis, dass Wasser tatsächlich existiert, kann theoretisch auf verschiedene Arten erfolgen. Das Problem besteht darin, dass die meisten vorhandenen Teleskope, egal wie fortschrittlich sie sind, nicht alle diese Ziele erreichen können. Flüssiges Wasser in Lichtjahren Entfernung zu finden, ist nicht so einfach wie das Schimmern eines Sees zu sehen, obwohl es aus kurzen Entfernungen, beispielsweise innerhalb unseres Sonnensystems, möglich ist. (Wenn Sonnenlicht von einem flüssigen Oberflächenkörper reflektiert wird, ist das zu sehen, was Wissenschaftler als „Szintillation“ bezeichnen. So wurden Seen und Ozeane auf dem Saturnmond Titan entdeckt.)

Neben Wasser gibt es noch andere Faktoren, die die Bewohnbarkeit bestimmen können. Dazu gehören neben den Eigenschaften der Atmosphäre unter anderem auch die Umlaufbahn des Planeten, die Plattentektonik, die Magnetfelder und die Art und Weise, wie sie von seinem Stern beeinflusst werden.

Wenn weniger mehr ist

Triaud, De Wit und ihr Team glauben, dass es einen Versuch wert ist, potenziell bewohnbare Planeten zu identifizieren, die zu einem System gehören, das unserem eigenen ähnelt. Wenn es ein System mit mehreren Erdplaneten ähnlicher Größe gibt, die über Atmosphären verfügen, ist es möglich, den Kohlendioxidgehalt ihrer Atmosphären zu vergleichen und festzustellen, ob ein oder mehrere Planeten im Vergleich zum anderen ein erhebliches Defizit aufweisen.

Während Gesellschaft₂ Diese Unfähigkeit garantiert nicht das Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche, sondern sollte den Wissenschaftlern vielmehr einen Grund geben, den oder die betreffenden Planeten genau zu überwachen. Wir müssen nicht weit von der Erde wegschauen, um zu verstehen, warum das Sinn macht. Der Großteil des Kohlendioxids in der Atmosphäre unseres Planeten wurde nicht nur durch die Ozeane abgebaut, sondern auch durch tektonische Platten in der Erdkruste vergraben. Die Menge an Kohlendioxid, die in der frühen Erdatmosphäre im Gestein eingeschlossen wurde, entspricht in etwa der Menge an Kohlendioxid₂ In der gesamten Atmosphäre der Venus.

In diesem Defizit liegt noch ein weiterer Vorteil. Denn es absorbiert besonders Infrarotlicht, CO₂ Es ist leicht zu erkennen. Heutige Teleskope, darunter das James Webb Telescope der NASA und das Very Large Telescope des European Southern Observatory sowie das kommende Very Large Telescope des European Southern Observatory, verfügen über Infrarotsicht, mit der sie problemlos nach Kohlendioxid suchen können.₂ Unterschriften.

Was wäre, wenn wir einen Planeten finden würden, auf dem es an Kohlendioxid mangelt?₂ Und das Vorhandensein von Ozon? Die Forscher glauben, dass die Kombination beider nicht nur ein paar mikrobielle Lebensformen bedeutet, sondern zumindest theoretisch einen Planeten, auf dem lebende Organismen leben.

„Das Leben auf der Erde prägt den Planeten“, sagte das Team Er sagte In derselben Studie. „Planetenbildendes Leben ist eigentlich das, was Astronomen suchen.“

Physikalische Astronomie, 2023. DOI: 10.1038/s41550-023-02157-9