Wenn es Sauerstoff gibt, gibt es Leben

Wenn Außerirdische unser Sonnensystem besuchen würden, würden sie nur einen Moment brauchen, um herauszufinden, auf welchem ​​Planeten sich das ganze Leben befindet. Das Vorhandensein von Sauerstoff in unserer Atmosphäre hat Wissenschaftlern den Schlüssel zur Suche nach Leben auf anderen Welten gegeben. Aber was ist, wenn es rein natürliche Prozesse gibt, die die Suche nach Leben verwirren und mächtige neue Weltraumobservatorien wie den Terrestrial Planet Finder und Darwin zum Narren halten könnten?

Mach dir keine Sorgen. Eine neue Simulation eines Teams von US-Forschern zeigt, dass kein natürlicher Prozess in einer bewohnbaren Welt mit flüssigem Wasser einen hohen Sauerstoff- und Ozongehalt in einer fremden Atmosphäre aufrechterhalten kann. Wenn es Sauerstoff gibt, gibt es Leben.

Es wurde angenommen, dass der größte Teil des Sauerstoffs (O2) in der Erdatmosphäre durch Photosynthese erzeugt wurde. Pflanzen nutzen Sonnenenergie, nehmen Kohlendioxid auf und setzen O2 als Nebenprodukt frei. Im Laufe der Zeit hat sich dieser Sauerstoff in unserer Atmosphäre auf sein aktuelles Verhältnis von 21% aufgebaut, der Rest Stickstoff und andere Spurengase.

Dieses Verhältnis ist sehr wichtig für die Suche nach Leben im Universum. In den nächsten Jahrzehnten wird eine Flotte von Raumfahrzeugen und Experimenten gebaut, die so empfindlich sind, dass sie die Atmosphäre einer fernen erdgroßen Welt analysieren können. Finden Sie Sauerstoff oder Ozon in der Atmosphäre dieses Planeten – so lautet das Denken – und Sie haben eine Welt mit Leben gefunden. Wie unser eigener Planet erfrischt ein organischer Prozess den Sauerstoff in der Atmosphäre und verhindert, dass er reagiert.

Ein kürzlich abgebrochenes Raumschiff ist der Terrestrial Planet Finder, der empfindlich genug ist, um die chemischen Bestandteile einer fernen Atmosphäre zu analysieren. Leider wurde diese Mission ausrangiert, nachdem Budgets übertragen wurden, um die Vision für die Weltraumforschung zu unterstützen, die Menschen zurück zum Mond und weiter zum Mars schicken wird. Keine Sorge, die Europäer arbeiten auch mit ihrer Darwin-Mission an dem Problem. Und es wurde noch nicht abgesagt.

Diese Missionen (falls sie gestartet werden) können Sauerstoff und Ozon in der Atmosphäre einer fernen Welt erkennen. Aber könnten sie sich täuschen lassen? Gibt es natürliche Prozesse, die ähnliche Sauerstoff- und Ozonwerte erzeugen könnten? Wenn ja, würde dies die Suche nach dem Leben extrem erschweren und zu falsch positiven Ergebnissen führen, die die Wissenschaftler verwirren würden.

Es gab einige Szenarien, von denen Wissenschaftler glauben, dass sie zu falsch positiven Ergebnissen für das Leben führen könnten. In einem außer Kontrolle geratenen Gewächshausplaneten wie der Venus könnten beispielsweise große Mengen Wasserstoff aus einer heißen, feuchten Atmosphäre entweichen. Da dieser Wasserstoff aus Wasser (H2O) stammt, würde dies Sauerstoff zurücklassen. Wenn ein extrasolarer Planet seinen Ozean an den Weltraum verliert, könnte er die Detektoren täuschen.

In einer anderen Situation könnte ein gefrorener, marsähnlicher Planet groß genug sein, um schwere Gase zurückzuhalten, aber zu klein, um die vulkanische Ausgasung aufrechtzuerhalten. Die gefrorene Oberfläche würde dann den Sauerstoffverlust hemmen, ihn aber auch nicht verbrauchen.

Der Trick für beide Szenarien besteht jedoch darin, dass sie auf Planeten außerhalb der bewohnbaren Zone eines Sterns existieren würden. Sorgfältige Beobachter könnten sie rechtzeitig ausschließen.

Ein Team von US-Forschern hat eine Simulation entwickelt, um festzustellen, ob es Szenarien gibt, die zu falsch positiven Ergebnissen führen können, und sie konnten nichts finden, was zukünftige Teleskope täuschen könnte. Das Forschungspapier trägt den Titel Abiotische Bildung von O2 und O3 in terrestrischen Atmosphären mit hohem CO2-Ausstoßund es wurde kürzlich in die Zeitschrift aufgenommen Astronomie & Astrophysik.

Sie führten viele Simulationen durch und berücksichtigten alle möglichen Variablen, die eine erdähnliche Welt simulieren würden, einschließlich unterschiedlicher Raten von Vulkanausgasung und ultravioletter Strahlung.

Sie konnten keine Szenarien entwickeln, in denen ein bewohnbarer Planet mit flüssigem Wasser ein falsch positives Ergebnis für O2 oder O3 erzeugen könnte, das ein Teleskop wie den Terrestrial Planet Finder oder Darwin täuschen würde.

Originalquelle: Arxiv-Forschungsbericht

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