Astrobiologové hledají nové způsoby detekce mimozemského života

Astrobiologové z univerzit ve Washingtonu a v Kalifornii nalezli jednoduchý způsob k pátrání po mimozemském životě, který může být mnohem slibnější než jenom hledání kyslíku v atmosférách extrasolárních planet. Na připojeném úvodním obrázku je vpravo kresba připravovaného nového kosmického teleskopu NASA s názvem JWST. Podobné observatoře budou v budoucnu studovat atmosféry vzdálených planet za účelem hledání důkazů přítomného života.

Planeta Země (na obrázku vlevo nahoře) obsahuje ve své atmosféře několik plynů, které prozrazují přítomnost života – především se jedná o kyslík a ozón. Joshua Krissansen-Totton z University of Washington se svými spolupracovníky zjistil pro mladou Zemi (na obrázku vlevo dole), že přítomnost velkého množství metanu a oxidu uhličitého by rovněž poskytla důkazy existence života.

„Představa, že atmosférický kyslík je biomarkerem života, je zvažována dlouhou dobu,“ říká Joshua Krissansen-Totton z University of Washington. „A je to dobrá strategie – je velmi obtížné vytvořit tak velké množství kyslíku bez přítomného života. Avšak nemůžeme se ohlížet jen na jeden biomarker. Dokonce i kdyby byl život ve vesmíru běžný, nemáme žádnou představu o tom, jestli bude všude produkovat kyslík. Biochemie kyslíku je velmi složitá a může být naprosto ojedinělá.“

Joshua Krissansen-Totton studoval se svými spolupracovníky historii života na Zemi a nalezl období, kdy atmosféra planety obsahovala směs plynů, které mohou existovat pouze v přítomnosti živých organismů. Ve skutečnosti schopnost života produkovat velké množství kyslíku se objevuje pouze v uplynulé jedné osmině historie planety Země. Na základě dlouhodobého výzkumu vědci identifikovali jiné kombinace plynů, které mohou poskytnout důkazy výskytu života: metan a oxid uhličitý společně s nedostatkem oxidu uhelnatého.

„Musíme se zaměřit na hledání mírně překypujícího metanu a oxidu uhličitého na planetách, které mají na svém povrchu kapalnou vodu a pátrat po absenci oxidu uhelnatého,“ říká profesor David Catling, rovněž z University of Washington. „Naše studie ukázala, že tato kombinace by byla přesvědčivým důkazem přítomnosti života. Co je velmi vzrušující, je skutečnost, že náš návrh je poměrně snadno realizovatelný a může vést k historickému objevu mimozemské biosféry v ne příliš vzdálené budoucnosti.“

Výzkumníci prověřili všechny možné způsoby, jak se může na planetách vytvářet metan – při dopadech asteroidů, odplyňováním nitra planety či při reakci horniny s vodou – a zjistili, že by bylo velmi obtížné vyprodukovat velké množství metanu na kamenné planetě podobné Zemi, na které by neexistovaly živé organismy.

Pokud se nám podaří společně detekovat oxid uhličitý a metan, a zvláště bez přítomnosti oxidu uhelnatého, pak tyto chemické látky budou signálem přítomnosti života. Molekula oxidu uhličitého obsahuje atom uhlíku navázaný na dva atomy kyslíku, zatímco uhlík v metanu postrádá kyslík a místo něj jsou k němu navázány čtyři atomy vodíku.

„Planety s vulkanickou činností, které chrlí oxid uhličitý a metan, produkují rovněž oxid uhelnatý. Avšak ten by neměl být součástí atmosfér planet, které poskytují útočiště životu. Oxid uhelnatý je plyn, který by ihned skončil jako potrava mikroorganismů. Takže pokud se bude v těchto případech oxid uhelnatý vyskytovat v hojném množství, mělo by to být vodítkem, že pravděpodobně studujeme planetu, na které neprobíhají biologické procesy,“ říká Joshua Krissansen-Totton.

Autoři připouštějí, že kyslík je dobrou cestou ke hledání markerů života, avšak myslí si, že tato nová kombinace plynů je přinejmenším slibná pro neočekávané objevy za použití nových kosmických observatoří. „Živé organismy využívající jednoduchý metabolismus produkují metan, který je všudypřítomný a byl všude kolem v průběhu dlouhé historie vývoje Země,“ uzavírá Joshua Krissansen-Totton.

Článek byl publikován 24. 1. 2018 v časopise Science Advances.

Zdroj:

http://www.sci-news.com/astronomy/extraterrestrial-life-biosignatures-05662.html, https://www.washington.edu/news/2018/01/24/a-new-atmospheric-disequilibrium-could-help-detect-life-on-other-planets/ a https://www.theverge.com/2018/1/24/16922730/alien-life-exoplanets-atmospheres-carbon-dioxide-methane-oxygen

autor: František Martinek