Науковці досліджують, як блискавки на екзопланетах можуть впливати на можливість виявлення на них ознак життя. Вчені дійшли висновку, що вони можуть сильно заважати роботі навіть такого потужного інструменту, як космічний телескоп James Webb.
Пошук слідів життя
Виявлення біомаркерів, тобто речовин, що вказують на наявність життя на інших планетах, — достатньо важке завдання. Їх і так не легко побачити, а спектри випромінювання, в яких їх шукають, мають велику кількість шумів. Нове дослідження показує, що це може бути ще складніше.
У ньому йдеться про те, що блискавка може маскувати присутність таких речовин, як озон, які вказують, що на планеті може існувати складне життя. Вона також може посилювати ознаки наявності таких сполук, як метан, який вважається багатообіцяючим біомаркером.
Зараз відкриття екзопланет стало майже рутинною справою. Ми знайшли понад 5500 екзопланет, і наступний крок — вивчення їхніх атмосфер та пошук ознак життя. Космічний телескоп James Webb відіграє провідну роль у цій справі. Але в атмосферах деяких екзопланет блискавки можуть ускладнити роботу JWST, затуляючи одні потенційні біомаркери та посилюючи інші.
Хоча ми відкрили понад 5500 екзопланет, лише 69 із них перебувають у потенційно придатних для життя зонах навколо своїх зір. Це кам’янисті планети, які отримують достатньо енергії, аби підтримувати рідку воду на своїй поверхні. Наш пошук біомаркерів зосереджений на цій невеликій кількості планет.
Блискавки на екзопланетах
У своєму дослідженні автори поєднали лабораторні експерименти з моделюванням фотохімічного та радіаційного переносу. Атмосфери можуть бути надзвичайно складними, й навряд чи дві екзопланети матимуть однакові атмосферні властивості. Але фізика і хімія підказують, що може статися, а моделі фотохімічного і радіаційного переносу можуть впоратися з тисячами різних типів хімічних реакцій в атмосфері.
Дослідники виявили, що вплив блискавки на біосигнатури залежить від типу атмосфери та кількості блискавок. Вони розглянули два широких типи атмосфер: відновлювальні та окислювальні. Перша з них не містить кисню або інших газів на його основі й не може виробляти жодних окиснених сполук. Друга є її протилежністю і майже повністю складається з таких з’єднань.
Позитивні й хибнопозитивні біомаркери
Результати досліджень показують, що для планети з поверхневою водою і придатною для життя атмосферою зі слабко відновлювальним або слабко окислювальним середовищем блискавка може давати хибнопозитивні результати з невеликою ймовірністю.
Автори прогнозують, що для досліджуваного тут типу атмосфери блискавка не здатна створювати хибні ознаки аміаку чи метану. Вони кажуть, що також малоймовірно, що блискавка могла створити хибнопозитивний біомаркер оксиду азоту.
Проте атмосферна електрика при цьому створювала б деякі сполуки, зокрема CO і NO. Дослідники використовували швидкість утворення обох хімічних речовин, щоб розрахувати, як частота спалахів блискавки впливає на склад атмосфери. Потім вони застосували цю модель до планет розміром із Землю в придатних для життя зонах Сонця і зорі TRAPPIST-1 як для кисневої, так і для безкисневої атмосфери.
Вчені провели симуляції цих сценаріїв на планетах з біосферою і без неї. Вони також розрахували змодельовані спектри із цих світів і встановили, наскільки легко в них було б визначити біомаркери.
«Ми виявили, що блискавка не здатна створити хибнопозитивну ознаку чадного газу на населеній планеті», — пояснюють автори. Однак в атмосфері, багатій на кисень, швидкість блискавки, яка лише в кілька разів перевищує сучасну земну, може замаскувати ознаки присутності озону. В інших ситуаціях блискавка може запобігти хибнопозитивним результатам. «Таким чином, наша робота надає нові обмеження для встановлення повної характеристики атмосферних і поверхневих процесів на екзопланетах», — підсумовують автори.
За матеріалами phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
