Biosygnatury na innych planetach nie muszą świadczyć o obecności życia

Cząsteczki obecne w atmosferach, które naukowcy mogą postrzegać jako oznaki życia znane jako biosygnatury, zostały wytworzone w laboratorium. Pierwotnie myślano, że tylko organizmy żywe mogą je emitować.

Biosygnatury na obcych światach

.Jednym ze sposobów na zrozumienie potencjału życia na odległych egzoplanetach – krążących wokół gwiazd innych niż Słońce – jest badanie ich atmosfer. Obrazy z teleskopów często rejestrują ślady gazów, które mogą wskazywać na obecność życia i same planety nadające się do zamieszkania. Jednak wyniki nowego badania przeprowadzonego przez naukowców z University of Colorado Boulder podważają ten pomysł – wyprodukowali oni w laboratorium chemicznym jeden z rodzajów gazu często postrzegany jako wskaźnik życia bez obecności organizmów.

Badanie opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters wykazało, że jeden z rodzajów cząsteczek, które naukowcy zwykle postrzegają jako oznakę życia, znany jako biosygnatury, może nie być tak silnym wskaźnikiem życia, jak wcześniej sądzono. Chemicy stworzyli siarczek dimetylu, rodzaj organicznego związku siarki często wytwarzanego przez mikroby morskie, w komorze reakcyjnej przy użyciu światła i gazów występujących w atmosferach wielu planet.

„Cząsteczki siarki, które wyprodukowaliśmy, były uważane za wskaźniki życia, ponieważ są wytwarzane przez ziemskie organizmy. Ale stworzyliśmy je w laboratorium bez życia – więc może to nie być jego oznaką, ale może wskazywać, że miejsce to jest dla niego gościnne. Organiczne związki siarki mogą nie być silnymi biomarkerami, ale mogą służyć jako markery potencjału metabolicznego” – mówi Ellie Browne z University of Colorado Boulder.

W poszukiwaniu życia we Wszechświecie

.Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba NASA został wystrzelony w 2009 roku. Jedną z jego misji jest przechwytywanie obrazów egzoplanet, globów spoza ziemskiego Układu Słonecznego, w celu zrozumienia różnych atmosfer. Częścią misji jest próba odpowiedzi na pytanie – czy życie pozaziemskie istnieje.

Nowe badanie dotyczyło tego, co może się dziać w atmosferze planety, gdy gazy reagują ze światłem, tworząc „mgłę organiczną i gazy towarzyszące”, cząsteczki aerozolu powstałe w wyniku chemii atmosferycznej. Badacze skupili się na cząsteczkach organicznych zawierających siarkę, w tym siarczku dimetylu, które są wtórnymi produktami metabolizmu organizmów żywych na Ziemi.

„Jednym z najważniejszych odkryć było stworzenie siarczku dimetylu. Było to ekscytujące, ponieważ został on zmierzony w atmosferach egzoplanetarnych i wcześniej uważano go za oznakę możliwego obcego życia” – Nate Reed z University of Colorado Boulder.

Aby odtworzyć atmosfery planetarne w laboratorium, chemicy naśladowali te, w których światło reaguje z gazami. Wykorzystali światło UV do przekształcenia cząsteczek metanu i siarkowodoru w reaktywne związki, które wytwarzają gazy siarkoorganiczne – biosygnatury widoczne za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

Badacze zauważyli, że choć odkrycia są ekscytujące, ograniczają się do jednego rodzaju atmosfery. „Istnieje wiele różnych atmosfer, a my przyjrzeliśmy się tylko niewielkim różnicom w jednej – nie można zbadać każdej atmosfery, która istnieje w laboratorium” – zaznacza Reed.

Naukowcy mają nadzieję, że ich badania zainspirują kolejne badania laboratoryjne nad podstawowymi reakcjami chemicznymi, zwłaszcza z siarką. Praca z tym pierwiastkiem jest trudna, z racji jej właściwości. Jednak brak badań nad reakcjami siarki uniemożliwia naukowcom pełne zrozumienie biosygnatury.

„Kiedy szukamy tych biosygnatury, mamy tendencję do ekscytacji, że wykryliśmy życie. Jednak atmosfery są naprawdę dobre w wytwarzaniu całej gamy różnych cząsteczek, ale tylko dlatego, że można je wyprodukować w laboratorium, nie oznacza, że nie są one źródłem tego życia” – podsumowuje Browne.

Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy

.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.

„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.

„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.

„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.

„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy„.

Oprac. EG