Als NASA's James Webb Space Telescope en andere nieuwe gigantische telescopen online komen, zullen ze nieuwe strategieën nodig hebben om te zoeken naar bewijs van leven op andere planeten. Een studie van de Universiteit van Washington heeft een eenvoudige benadering gevonden om naar leven te zoeken dat veelbelovender kan zijn dan alleen maar naar zuurstof te zoeken.

De krant, gepubliceerd op 24 januari in wetenschappelijke vooruitgang , biedt een nieuw recept voor het leveren van bewijs dat een verre planeet leven herbergt.

"Dit idee om zuurstof uit de lucht te zoeken als biosignatuur bestaat al heel lang. En het is een goede strategie - het is erg moeilijk om veel zuurstof te maken zonder leven, " zei corresponderende auteur Joshua Krissansen-Totton, een UW-promovendus in Aard- en ruimtewetenschappen. "Maar we willen niet al onze eieren in één mand leggen. Zelfs als het leven gebruikelijk is in de kosmos, we hebben geen idee of het leven zal zijn dat zuurstof maakt. De biochemie van zuurstofproductie is zeer complex en zou vrij zeldzaam kunnen zijn."

De nieuwe studie kijkt naar de geschiedenis van het leven op aarde, de enige bewoonde planeet die we kennen, om tijden te vinden waarin de atmosfeer van de planeet een mengsel van gassen bevatte dat uit evenwicht is en alleen zou kunnen bestaan ​​in de aanwezigheid van levende organismen - alles van vijverschuim tot gigantische sequoia's. In feite, het vermogen van het leven om grote hoeveelheden zuurstof aan te maken heeft zich pas in de afgelopen een achtste van de geschiedenis van de aarde voorgedaan.

Door langer te kijken, identificeerden de onderzoekers een nieuwe combinatie van gassen die het bewijs van leven zouden opleveren:methaan plus koolstofdioxide, minus koolmonoxide.

"We moeten zoeken naar vrij overvloedige methaan en koolstofdioxide op een wereld met vloeibaar water aan het oppervlak, en een afwezigheid van koolmonoxide vinden, " zei co-auteur David Catling, een UW-hoogleraar aard- en ruimtewetenschappen. "Onze studie toont aan dat deze combinatie een dwingend teken van leven zou zijn. Wat opwindend is, is dat onze suggestie uitvoerbaar is, en kan leiden tot de historische ontdekking van een buitenaardse biosfeer in de niet al te verre toekomst."

Het artikel kijkt naar alle manieren waarop een planeet methaan kan produceren - door asteroïde-inslagen, uitgassen uit het binnenste van de planeet, reacties van rotsen en water - en ontdekt dat het moeilijk zou zijn om veel methaan te produceren op een rotsachtige, Aardachtige planeet zonder levende organismen.

Als methaan en kooldioxide samen worden gedetecteerd, vooral zonder koolmonoxide, dat is een chemische onbalans die het leven signaleert. De koolstofatomen in de twee moleculen vertegenwoordigen tegengestelde niveaus van oxidatie. Kooldioxide houdt zoveel zuurstofmoleculen vast als het kan, terwijl de koolstof in methaan zuurstof mist en in plaats daarvan de chemische tegenstander van zuurstof heeft, waterstof.

"Dus je hebt deze extreme niveaus van oxidatie. En het is moeilijk om dat te doen door middel van niet-biologische processen zonder ook koolmonoxide te produceren, dat is intermediair, " zei Krissansen-Totton. "Bijvoorbeeld, planeten met vulkanen die kooldioxide en methaan uitstoten, zullen ook de neiging hebben om koolmonoxide uit te stoten."

Bovendien, koolmonoxide heeft de neiging zich niet op te hopen in de atmosfeer van een planeet die leven herbergt.

"Koolmonoxide is een gas dat gemakkelijk door microben wordt opgegeten, "Zei Krissansen-Totton. "Dus als koolmonoxide overvloedig zou zijn, dat zou een aanwijzing zijn dat je misschien naar een planeet kijkt die geen biologie heeft."

De auteurs zijn het erover eens dat zuurstof een goede manier is om te zoeken naar tekenen van leven, maar denk dat deze nieuwe combinatie minstens even waarschijnlijk door het vizier van de nieuwe telescopen zal opduiken.

"Leven dat methaan maakt, gebruikt een eenvoudig metabolisme, is alomtegenwoordig, en is er door een groot deel van de geschiedenis van de aarde geweest, "Zei Krissansen-Totton. "Het is gemakkelijk om te doen, dus het komt mogelijk vaker voor dan zuurstofproducerend leven. Dit is zeker iets waar we naar moeten zoeken als er nieuwe telescopen online komen."