Biyolojik olmayan kaynaklar göz ardı edilebiliyorsa, bir gezegenin atmosferindeki metan bir yaşam belirtisi olabilir. Bu çizim, volkanlardan gaz çıkışı, okyanus ortası sırtlar, hidrotermal menfezler ve dalma bölgeleri gibi ortamlardaki reaksiyonlar ve asteroitler ve kuyruklu yıldızlardan gelen etkiler dahil olmak üzere, Dünya’daki bilinen abiyotik metan kaynaklarını özetlemektedir. Kredi bilgileri: © 2022 Elena Hartley
Yeni bir çalışma, bir atmosferde metan tespitinin gerçekleştiği gezegensel bağlamı değerlendiriyor. ötegezegenatmosferi zorlayıcı bir yaşam belirtisi olarak kabul edilebilir.
Evrende yaşam bolsa, atmosferik metan, gökbilimciler tarafından tespit edilebilen Dünya’nın ötesinde yaşamın ilk işareti olabilir. Biyolojik olmayan süreçler metan üretebilse de, UC Santa Cruz’daki bilim adamları tarafından yapılan yeni bir çalışma, kayalık bir gezegenin atmosferinde metan kaynağı olarak biyolojik aktivite için ikna edici bir vakanın yapılabileceği bir dizi koşul oluşturuyor.
Bu özellikle dikkate değer çünkü metan, bu yıl içinde gözlemlere başlayacak olan James Webb Uzay Teleskobu ile kolayca tespit edilebilecek birkaç potansiyel yaşam belirtisinden veya “biyoimzadan” biri.
UC Santa Cruz’da astronomi ve astrofizik alanında yüksek lisans öğrencisi ve yeni çalışmanın baş yazarı Maggie Thompson, “Oksijenden genellikle en iyi biyolojik imzalardan biri olarak bahsedilir, ancak JWST ile tespit edilmesi muhtemelen zor olacak” dedi.
Metan biyo-imzaları üzerine daha önce yapılan bazı çalışmalara rağmen, metan’ın iyi bir biyo-imza olması için gereken gezegensel koşulların güncel, özel bir değerlendirmesi yapılmamıştı. Thompson, “Gözlemleri yorumlamak için bir çerçeve sağlamak istedik, bu nedenle metan içeren kayalık bir gezegen görürsek, bunun ikna edici bir biyolojik imza olması için başka hangi gözlemlere ihtiyaç olduğunu biliyoruz.” Dedi.
Bugün (28 Mart 2022) içinde yayınlandı Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı, çalışma, çeşitli biyolojik olmayan metan kaynaklarını inceliyor ve metan açısından zengin bir atmosfer sağlama potansiyellerini değerlendiriyor. Bunlar arasında volkanlar; okyanus ortası sırtlar, hidrotermal menfezler ve tektonik yitim bölgeleri gibi ortamlardaki reaksiyonlar; ve kuyruklu yıldız veya asteroit etkileri.
Bir biyo-imza olarak metan durumu, atmosferdeki kararsızlığından kaynaklanmaktadır. Fotokimyasal reaksiyonlar atmosferik metanı yok ettiğinden, yüksek seviyeleri korumak için sürekli olarak yenilenmesi gerekir.
UCSC’de Sagan Üyesi olan ortak yazar Joshua Krissansen-Totton, “Kayalık bir gezegende çok fazla metan tespit ederseniz, bunu açıklamak için genellikle büyük bir kaynağa ihtiyacınız vardır” dedi. “Biyolojik aktivitenin Dünya’da büyük miktarlarda metan yarattığını biliyoruz ve muhtemelen ilk Dünya’da da yaptı çünkü metan yapmak metabolik olarak oldukça kolay bir şey.”
Bununla birlikte, biyolojik olmayan kaynaklar, kökenlerine dair gözlemlenebilir ipuçları üretmeden bu kadar fazla metan üretemezdi. Örneğin, volkanlardan gaz çıkışı atmosfere hem metan hem de karbon monoksit eklerken, biyolojik aktivite kolayca karbon monoksit tüketmeye eğilimlidir. Araştırmacılar, biyolojik olmayan süreçlerin hem metan hem de karbon dioksit açısından zengin ve çok az veya hiç karbon monoksit içermeyen yaşanabilir gezegen atmosferlerini kolayca üretemediğini buldular.
Çalışma, potansiyel biyolojik imzaları değerlendirirken tüm gezegensel bağlamı dikkate alma ihtiyacını vurgulamaktadır. Araştırmacılar, güneş benzeri bir yıldızın yörüngesinde dönen kayalık bir gezegen için, atmosferde karbon dioksit varsa, metan karbon monoksitten daha bolsa ve aşırı derecede su zenginiyse, atmosferik metanın güçlü bir yaşam belirtisi olarak kabul edilmesinin daha muhtemel olduğu sonucuna vardılar. gezegen bileşimleri göz ardı edilebilir.
Thompson, “Bir molekül size cevabı vermeyecek – gezegenin tüm içeriğini hesaba katmanız gerekiyor” dedi. “Metan bulmacanın bir parçasıdır, ancak bir gezegende yaşam olup olmadığını belirlemek için jeokimyasını, yıldızıyla nasıl etkileşime girdiğini ve bir gezegenin atmosferini jeolojik zaman ölçeklerinde etkileyebilecek birçok süreci göz önünde bulundurmalısınız.”
Çalışma, “yanlış pozitifler” için çeşitli olasılıkları göz önünde bulundurur ve metan biyo-imzalarını değerlendirmek için kılavuzlar sağlar.
Krissansen-Totton, “Yanlış gidebilecek iki şey var – bir şeyi biyo-imza olarak yanlış yorumlayabilir ve yanlış bir pozitif alabilirsiniz ya da gerçek bir biyo-imza olan bir şeyi gözden kaçırabilirsiniz” dedi. “Bu belgeyle, metanla ilgili bu olası hataların her ikisinden de kaçınmaya yardımcı olacak bir çerçeve geliştirmek istedik.”
Gelecekteki metan tespitlerini tam olarak anlamak için yapılacak çok iş olduğunu da sözlerine ekledi. “Bu çalışma, bir biyo-imza olarak metan için en bariz yanlış pozitiflere odaklanıyor” dedi. “Kayalık ötegezegenlerin atmosferleri muhtemelen bizi şaşırtacak ve yorumlarımızda dikkatli olmamız gerekecek. Gelecekteki çalışmalar, biyolojik olmayan metan üretimi için daha sıra dışı mekanizmaları tahmin etmeye ve ölçmeye çalışmalı.”
Referans: “Bir ötegezegen biyo-imzası olarak atmosferik metan vakası ve bağlamı” 28 Mart 2022, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
DOI: 10.1073/pnas.2117933119
Thompson ve Krissansen-Totton’a ek olarak, makalenin ortak yazarları arasında UCSC’de astronomi ve astrofizik profesörü Jonathan Fortney, UCSC’de Dünya ve gezegen bilimleri yardımcı doçenti Myriam Telus ve UCSC’de Nicholas Wogan yer alıyor. Washington Üniversitesi, Seattle. Bu çalışma desteklenmiştir. NASA.
