Sada je moguće otkrivanje tekuće vode na egzoplanetima

Međunarodni tim istraživača sa Sveučilišta u Birminghamu (UK) i Massachusetts Institute of Technology MIT (SAD), pokazao je da ako planet ima smanjenu količinu CO2  u svojoj atmosferi u usporedbi sa susjednim planetima, sugerira da na površini tog planeta postoji tekuća voda. Pad razine CO2 implicira da se ugljični dioksid u atmosferi planeta otapa u oceanu ili se sekvestrira biomasom planetarne razine.

Nastanjivost je teorijski astronomski koncept koji znači da je nebesko tijelo sposobno primiti i zadržati tekuću vodu na svojoj površini, što stvara i preduvjete za postojanje života kakav poznajemo. Planeti koji su preblizu svojoj zvijezdi su prevrući (poput Venere), oni predaleko su prehladni (poput Marsa), dok su planeti u 'naseljivoj zoni' taman. Naseljiva zona ponekad se naziva i Zlatokosina zona po dječjoj bajki "Zlatokosa i tri medvjeda", u kojoj djevojčica bira iz setova tri predmeta, zanemarujući previše ekstremne (velike ili male, vruće ili hladne itd.), i odlučujući se na koji joj najviše odgovaraju.

Iako je bilo mnogo truda u identificiranju planeta u teoretskim nastanjivim zonama njihovih zvijezda, do sada nije bilo načina da se sazna imaju li doista tekuću vodu. Iako je znanstvena zajednica napredovala u definiranju biosignatura, kemijskih tragova bioloških procesa, do sada nije postojala praktična metoda za otkrivanje nastanjivosti, planetarnog svojstva koje ukazuje na prisutnost tekuće vode.

Istraživači su osmislili novi 'potpis nastanjivosti' pomoću kojeg mogu identificirati ima li planet doista tekuću vodu.

Amaury Triaud, profesor egzoplanetologije na Sveučilištu u Birminghamu, koji je suvodio studiju, rekao je: "Prilično je lako izmjeriti količinu ugljičnog dioksida u atmosferi planeta. To je zato što je CO2  jak apsorber infracrvenog zračenja, što je isto svojstvo koje uzrokuje trenutni porast globalnih temperatura ovdje na Zemlji. Uspoređujući količinu CO2  u atmosferama različitih planeta, možemo upotrijebiti ovaj novi potpis nastanjivosti za identifikaciju tih planeta s oceanima, zbog čega je vjerojatnije da će na njima postojati život. Na primjer, znamo da je u početku Zemljina atmosfera uglavnom bila sastavljena od CO2, ali onda se ugljik otopio u oceanu i omogućio planetu da podržava život zadnjih četiri milijarde godina."

Uz razvoj novog načina za prepoznavanje nastanjivih planeta, istraživanje se može koristiti za otkrivanje više uvida u ekološke prekretnice.

Amaury Triaud nastavlja: "Ispitivanjem razina CO2  u atmosferama drugih planeta možemo empirijski izmjeriti nastanjivost i usporediti je s našim teoretskim očekivanjima. Ovo pomaže prikupiti kontekst za klimatsku krizu s kojom se suočavamo na Zemlji kako bismo saznali u kojoj točki razine ugljika čine planet nenastanjivim. Na primjer, Venera i Zemlja izgledaju nevjerojatno slično, ali postoji vrlo visoka razina ugljika u Venerinoj atmosferi. Možda je u prošlosti postojala prijelomna klimatska točka koja je dovela do toga da Venera postane nenastanjiva."

Nova metoda nije samo potpis za nastanjivost, već može poslužiti i kao biopotpis, budući da biologija hvata i ugljikov dioksid.

Dr. Julien de Wit, asistent profesora planetarnih znanosti na MIT-u i suvoditelj studije objašnjava: "Život na Zemlji čini 20% ukupne količine uhvaćenog CO2, dok ostatak uglavnom apsorbiraju oceani. Na nekom drugom planetu ovaj bi broj mogao biti puno veći. Jedan od bioloških znakova potrošnje ugljika je emisija kisika. Kisik se može pretvoriti u ozon, a pokazalo se da ozon ima vidljiv potpis tik uz CO 2 . Dakle, promatranje i ugljičnog dioksida i ozona odjednom može nas informirati o nastanjivosti, ali i o prisutnosti života na tom planetu.”

Važan element nove studije je da se ti potpisi mogu otkriti trenutnim teleskopima. Julien de Wit zaključuje: "Unatoč ranim nadama, većina naših kolega na kraju je došla do zaključka da veliki teleskopi poput JWST-a neće moći otkriti život na egzoplanetima. Naš rad donosi novu nadu. Iskorištavanjem potpisa ugljičnog dioksida, ne samo da možemo zaključiti o prisutnosti tekuće vode na dalekom planetu, već također pruža put za prepoznavanje samog života."

Sljedeći korak za istraživački tim je otkriti atmosferski sastav ugljičnog dioksida niza egzoplaneta i identificirati koji imaju oceane na svojoj površini, te pomoći u davanju prioriteta daljnjim promatranjima prema onima koji bi mogli podržavati život.

Studiju objavljenu u časopisu Nature Astronomy možete pronaći na ovoj poveznici.