Infracrveni signali za otkrivanje vanzemaljskog života

U novom radu objavljenom u časopisu Astrophysical Journal Letters, istraživači sa Sveučilišta Kalifornije, Riverside (UCR), opisuju plinove koji bi se mogli otkriti u atmosferama egzoplaneta pomoću svemirskog teleskopa James Webb ili JWST.

Nazvani metil halogenidi, plinovi sadrže metilnu skupinu koja nosi atom ugljika i tri vodikova atoma, vezana za atom halogena kao što su klor ili brom. Na Zemlji ih prvenstveno proizvode bakterije, morske alge, gljive i neke biljke. 

Jedan od ključnih aspekata traženja metil halogenida je taj da su egzoplaneti koje nalikuju Zemlji premaleni i zatamnjeni da bi ih se moglo vidjeti s JWST-om, najvećim teleskopom koji je trenutno u svemiru.

Umjesto toga, JWST bi morao ciljati na veće egzoplanete koji kruže oko malih crvenih zvijezda, s dubokim globalnim oceanima i gustom vodikovom atmosferom pod nazivom Hyceanski planeti. Ljudi ne mogu disati ili preživjeti na tim svjetovima, ali određeni mikrobi mogu napredovati u takvim okruženjima.

"Za razliku od planeta nalik Zemlji, gdje atmosferski šum i ograničenja teleskopa otežavaju otkrivanje biosignatura, Hyceanski planeti nude mnogo jasniji signal", rekao je Eddie Schwieterman, UCR astrobiolog i koautor rada.

Istraživači vjeruju da je traženje metil halogenida na Hyceanskim svjetovima optimalna strategija za traženje života na egzoplanetima.

"Kisik je trenutno teško ili nemoguće detektirati na planetu sličnom Zemlji. Međutim, metil halogenidi na Hyceanskim svjetovima nude jedinstvenu priliku za detekciju s postojećom tehnologijom", rekla je Michaela Leung, UCR-ova planetarna znanstvenica i prva autorica rada.

Osim toga, pronalaženje ovih plinova moglo bi biti lakše nego traženje drugih vrsta biosignaturnih plinova koji ukazuju na život.

"Jedna od velikih prednosti traženja metil halogenida je da ih potencijalno možete pronaći za samo 13 sati s Jamesom Webbom. To je slično ili niže, puno, od vremena potrebnog teleskopu koji radi u infracrvenom spektru da pronađete plinove poput kisika ili metana", rekla je Leung. "Manje vremena s teleskopom znači da je jeftiniji."

Iako oblici života proizvode metilhalogenide na Zemlji, plin se nalazi u niskim koncentracijama u našoj atmosferi. Budući da Hyceanski planeti imaju tako drugačiji atmosferski sastav i kruže oko različite vrste zvijezda, plinovi bi se mogli akumulirati u njihovoj atmosferi i mogli bi se otkriti s udaljenosti više svjetlosnih godina.

"Ti bi mikrobi, kad bismo ih pronašli, bili anaerobni. Bili bi prilagođeni sasvim drugačijoj vrsti okoliša, a mi zapravo ne možemo zamisliti kako to izgleda, osim da kažemo da su ti plinovi vjerojatan rezultat njihovog metabolizma", rekao je Schwieterman.

Dok je James Webb trenutačno najbolji alat za ovu pretragu, budući teleskopi, poput predložene europske misije LIFE, mogli bi detektiranje ovih plinova učiniti još lakšim. Ako se LIFE pokrene 2040-ih, kako je predloženo, mogao bi potvrditi prisutnost ovih biopotpisa za manje od jednog dana.

"Ako počnemo pronalaziti metil halogenide na više planeta, to bi značilo da je život mikroba uobičajen u cijelom svemiru", kaže Leung. "To bi preoblikovalo naše razumijevanje distribucije života i procesa koji vode do nastanka života."

Idući naprijed, istraživači planiraju proširiti ovaj rad na druge vrste planeta i druge plinove.