Az oxigén nem feltétlenül jelzi az életet a távoli bolygókon

Illusztráció a Kepler 452b-ről és csillagáról

A szakemberek sokáig úgy vélték, hogy az oxigén jelenléte elengedhetetlen jelzője az életnek a naprendszeren kívüli lakható bolygókon. Egy új kutatás most kimutatta, hogy abiotikus úton is létrejöhet nagymennyiségű oxigén.

A földi atmoszféra azért tartalmaz oxigént, mert a növények folyamatosan termelik a fotoszintézis révén. Ez a bőséges oxigén-utánpótlás teszi lehetővé a különféle állati létformák virágzását. Ezért az oxigénről úgy gondolták, hogy nélkülözhetetlen biomarkere az életnek a naprendszeren kívüli bolygókon.

Nemcsak fotoszintézissel juthat oxigén a légkörbe

Most azonban két japán kutató új elmélettel állt elő, amely szerint

lehetséges, hogy nagymennyiségű oxigén jöjjön létre abiotikus (élőlények közreműködése nélkül) módon.

A tanulmány a Scientific Reports szeptember 10-i számában jelent meg.

Illusztráció a Kepler 452b exobolygóról és csillagáról Forrás: NASA

Egészen mostanáig úgy gondolták, hogy ha egy bolygón van oxigén, akkor az szükségszerűen azt jelenti, hogy létezik ott valamilyen növényi életforma, amely ezt fotoszintézissel előállítja. Ezért feltételezték, hogy amikor életnyomokat keresnek lakható exobolygókon, akkor

az oxigén jelenlétét az atmoszférában egyértelmű biomarkernek lehet tekinteni.

Titán-oxid mint oxigénforrás

Azonban a naprendszeren kívüli bolygók atmoszféra-összetételét nem biológiai eredetű kémiai reakciók is befolyásolhatják. Most egy japán kutatócsoport Narita Norio (Nemzeti Természettudományi Intézet, Asztrobiológiai Központ) vezetésével kimutatta, hogy nem lehet figyelmen kívül hagyni azt az oxigént, amely

a titán-oxid fotokatalitikus (fény által katalizált) reakciója folyamán szabadulhat fel.

A titán-oxidról tudják, hogy nagy mennyiségben fordul elő a földszerű bolygók, a meteoritok és a Hold felszínén.

Egy Nap-Föld rendszerhez hasonló környezetben lévő bolygón a felszínen lévő titán-oxid nagyjából 0,05 százalékának folyamatos fotokatalitikus reakciója képes annyi oxigént termelni, amennyi a Föld jelenlegi atmoszférájában található.

A Földhöz hasonló exobolygók sorrendben: Kepler 22b, Kepler 69c, Kepler 452b, Kepler 62f és Kepler 186f Forrás: Wendy Stenzel

Új biomarkereket kell keresni

A csoport különféle tömegű és hőmérsékletű csillagok lakható bolygóira is kiszámította a lehetséges oxigéntermelés mértékét. Kiderült, hogy még egy alacsony hőmérsékletű csillag esetén lejátszódó legkevésbé hatékony oxigéntermelés esetén is 3 százalék felszíni titán-oxid fotokatalitikus átalakulása képes fenntartani ezt a szintet abiotikus módon.

Más szóval, elképzelhető, hogy

egy lakható naprendszeren kívüli bolygó képes fenntartani a Földéhez hasonló oxigéntartalmú atmoszférát fotoszintetizáló élőlények jelenléte nélkül.

„Ahhoz, hogy csillagászati megfigyelésekkel keressünk életet az exobolygókon, sok különböző tudományterület ismereteit kell kombinálnunk, és elő kell mozdítanunk az asztrobiológiai kutatásokat, hogy összeállítsuk az élet egyértelmű jeleit” – mondta Narita.

Noha az oxigén még mindig egyike a lehetséges biomarkereknek, a jelenlegi tanulmány alapján szükséges új biomarkereket keresni az oxigén mellett.”