Η επίδραση των κεραυνών στην αναζήτηση εξωγηίνης ζωής

Έχουμε συνηθίσει τις βροντές και τις αστραπές εδώ στη Γη. Πώς μπορεί να είναι όμως σε άλλο πλανήτη; Γνωρίζουμε ότι άλλοι κόσμοι στο ηλιακό σύστημα έχουν κεραυνούς, για παράδειγμα,

ψηλά στα σύννεφα του Δία

ή

κατά τη διάρκεια καταιγίδων σκόνης στον Άρη

. Τώρα, οι αστρονόμοι σκέφτονται τον κεραυνό σε πλανήτες πέρα ​​από το ηλιακό σύστημα – και τις επιπτώσεις του στα σημάδια ζωής σε αυτούς τους πλανήτες.

Σε

μια νέα ερευνητική εργασία που έγινε αποδεκτή στο περιοδικό

Αστρονομία και Αστροφυσική


, μια ομάδα αστροβιολόγων ερεύνησε πώς ο κεραυνός μπορεί να αλλάξει ορισμένες από τις βιουπογραφές -χημικά σημάδια ζωής- που θα μπορούσαμε να αναζητήσουμε σε άλλους κόσμους. Συνολικά, τα αποτελέσματα είναι διαφορετικά, όπως ακριβώς και η περίπλοκη ατμόσφαιρα που βιώνουμε εδώ στη Γη. Ο κεραυνός, αποδεικνύεται, μπορεί να ενισχύσει ορισμένες βιουπογραφές ενώ συγκαλύπτει άλλες. Και αυτό προσφέρει ενδείξεις για την εύρεση εξωγήινης ζωής και περιπλέκει τις παρατηρήσεις μας.

Ο κεραυνός εμφανίζεται σε εμάς ως μια φωτεινή λάμψη, συνήθως κατά τη διάρκεια μιας μεγάλης καταιγίδας, και προκαλείται από τον ηλεκτρισμό στην ατμόσφαιρα που εκκενώνεται ανάμεσα στα σύννεφα ή στο έδαφος. Επίσης «επηρεάζει τη χημεία των πλανητικών ατμοσφαιρών, συμπεριλαμβανομένης, όπως όλοι γνωρίζουμε, της Γης», εξηγεί ο συν-συγγραφέας

Έντουαρντ Σβίτερμαν

, αστροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Ρίβερσαϊντ. Αστραπή ακόμη και μπορεί να έχει

έπαιξε ρόλο στο πώς ξεκίνησε η ζωή στον πλανήτη μας

— οι αστροβιολόγοι πιστεύουν ότι θα μπορούσε να έχει συγκεντρώσει μερικά από τα μόρια που τελικά έγιναν αμινοξέα στο σώμα μας.

Το πόσες αστραπές συμβαίνουν σε έναν πλανήτη εξαρτάται από μια ολόκληρη σειρά παραγόντων, συμπεριλαμβανομένου του πόσο νερό βρίσκεται στην ατμόσφαιρα και πόσο ζεστό (ή κρύο) είναι. Και αν υπάρχει αρκετός κεραυνός, μπορεί να αλλάξει σημαντικά αυτό που συμβαίνει στην ατμόσφαιρα. Αυτό είναι ιδιαίτερα κρίσιμο για τους αστροβιολόγους που σχεδιάζουν να αναζητήσουν συγκεκριμένες χημικές ουσίες που δείχνουν ότι υπάρχει εξωγήινη βιολογία που συμβαίνει σε πλανήτες πέρα ​​από το ηλιακό σύστημα.

«Πολλές από τις εργασίες που κάνουν οι άνθρωποι στις βιουπογραφές ατμοσφαιρικών εξωπλανητών είναι πολύ θεωρητικές, βασισμένες καθαρά σε υπολογιστικά μοντέλα», προσθέτει ο Nick Wogan, αστρονόμος στη NASA Goddard που δεν σχετίζεται με τη νέα εργασία. Αυτή η ερευνητική ομάδα, ωστόσο, συνδύασε τόσο πρακτικά πειράματα εργαστηρίου όσο και προσομοιώσεις υπολογιστή για να μελετήσει πόσες διαφορετικές χημικές ουσίες παράγονται και επηρεάζονται όταν χτυπάει κεραυνός. Διαπίστωσαν ότι το αποτέλεσμα εξαρτάται από τον τύπο της ατμόσφαιρας και από το πόσο κεραυνός συμβαίνει.

Ποια σημάδια ζωής αναζητούν οι αστροβιολόγοι;

Μερικές ιδιαίτερα ενδιαφέρουσες χημικές ουσίες για τη βιολογία είναι η αμμωνία, το μεθάνιο, το όζον και το υποξείδιο του αζώτου. Οι επιστήμονες δεν ξέρουν τρόπο

αμμωνία

μπορεί να γίνει χωρίς βιολογικές διεργασίες, και

υποξείδιο του αζώτου

είναι ένα κοινό προϊόν του μεταβολισμού των βακτηρίων. Το μεθάνιο παράγεται πολύ συχνά από τη ζωή εδώ στη Γη, συμπεριλαμβανομένου του πότε

οι άνθρωποι καίνε ορυκτά καύσιμα

και

οι αγελάδες ρέψουν

και

όζο

είναι ένα καλό σημάδι ότι μια ατμόσφαιρα περιέχει οξυγόνο, το οποίο εμείς οι άνθρωποι χρειαζόμαστε περίφημα για να αναπνέουμε. Εάν αυτές οι χημικές ουσίες ανιχνευθούν σε έναν μακρινό πλανήτη, υπάρχει πιθανότητα να υπάρχει ζωή σε αυτόν τον κόσμο, γεγονός που τον χαρακτηρίζει ως κύριο στόχο ενδιαφέροντος για περαιτέρω έρευνα.

Στη νέα μελέτη, η ομάδα έδειξε ότι ο κεραυνός δεν μπορεί να παράγει αμμωνία, μεθάνιο ή οξείδιο του αζώτου από μόνος του, καθιστώντας αυτές τις χημικές ουσίες ακόμη πιο αξιόπιστα σημάδια ζωής. Έδειξαν επίσης ότι δεν μπορεί να παράγει μονοξείδιο του άνθρακα – που μερικές φορές ονομάζεται και

αντι-

βιουπογραφή, επειδή η παρουσία του σημαίνει ότι πιθανότατα δεν υπάρχει ζωή εκεί – που σημαίνει ότι δεν θα θεωρήσουμε έναν κατοικημένο πλανήτη ως νεκρό και γεμάτο μονοξείδιο του άνθρακα μόνο και μόνο επειδή έχει κεραυνούς πάνω του.

[ Related:


How scientists decide if they’ve actually found signals of alien life


]

Ωστόσο, ο κεραυνός μπορεί να κάνει πιο δύσκολο τον εντοπισμό του όζοντος. Δηλαδή, ένας πλανήτης με λίγες μόνο φορές περισσότερους κεραυνούς από τη Γη μπορεί να έχει τις υπογραφές του όζοντος κρυμμένες από τις επιπτώσεις των κεραυνών.

Πότε θα δούμε αυτά τα σημάδια;

Στην πραγματικότητα, η παρατήρηση της χημείας και των κεραυνών σε έναν βραχώδη εξωπλανήτη που μοιάζει με τη Γη εξακολουθεί να είναι ένας στόχος για το μέλλον και κάτι που πραγματικά δεν έχουμε κάνει ακόμα. «Δεν έχουμε ακόμη εντοπίσει την παρουσία μιας ατμόσφαιρας σε έναν εύκρατο βραχώδη πλανήτη όπως η Γη, αν και λίγοι πλανήτες έχουν εξεταστεί μέχρι στιγμής», εξηγεί ο Schwieterman. Οι περισσότεροι από τους βραχώδεις πλανήτες εμείς

έχω

που έχουν μελετηθεί μέχρι τώρα είναι αρκετά κοντά στα αστέρια τους, ώστε η ατμόσφαιρά τους να έχει φύγει, να καεί από την έντονη ακτινοβολία των ήλιων τους.

Ωστόσο, οι αστρονόμοι σημειώνουν απτή πρόοδο προς την παρατήρηση πλανητών που μοιάζουν με τη Γη. ο

Παρατηρητήριο Κατοίκων Κόσμων

, που έχει προγραμματιστεί να κυκλοφορήσει τη δεκαετία του 2040, θα σχεδιαστεί για να αναζητά βιουπογραφές. Η έρευνα για την κατανόηση της ατμόσφαιρας και των πολλών παραγόντων τους—συμπεριλαμβανομένων των κεραυνών—«θα είναι καίριας σημασίας όταν τα μελλοντικά τηλεσκόπια αρχίσουν να αναζητούν αέρια βιουπογραφής σε εξωπλανήτες μεγέθους της Γης», προσθέτει ο Wogan.

«Συνολικά, η επίδραση στις βιουπογραφές από τον κεραυνό φαίνεται να μην είναι πολύ ανησυχητική», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Πάτρικ Μπαρθ, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Στουτγάρδης. Ο κεραυνός, προσθέτει, είναι απλώς «άλλη μια πληροφορία που πρέπει να λάβετε υπόψη όταν παρατηρείτε έναν εξωπλανήτη».