Hyceanské světy, které jsou možným druhem exoplanetu s hlubokými oceány obklopenými hustou obálkou vodíku, by mohly poskytnout nejlepší šanci James Webb Space Telescope (JWST) Podle nové studie detekovat biosignatury.
Tyto potenciální známky života jsou skupina chemikálií zvaných methylhalogenides, které Země jsou produkovány některými bakteriemi a oceánskými řasami.
„Na rozdíl od planety podobné Zemi, kde omezení atmosférického šumu a dalekohledu ztěžuje detekci biologických podpisů, nabízejí planety Hycean mnohem jasnější signál,“ řekl Eddie Schwieterman, který je astrobiologem na Kalifornské univerzitě, Riverside, v prohlášení.
Prozatím existence Hycean Planets zůstává hypotetický. Jejich jméno je portmanteau „vodíku“ a „oceánu“, poprvé vytvořené v roce 2021 planetárním vědcem Nikku Madhusudhan z University of Cambridge.
Související: Exoplanety „Hycean“ nemusí být nakonec schopny podporovat život
Očekává se, že planety Hycean obíhají červené trpasličí hvězdy a nejlepším kandidátem na svět Hycean je planeta K2-18B. Tento exoplanet, který je kategorizován jako svět „subneptun“, oběžné dráhy v obyvatelné zóně červené trpasličí hvězdy 124 světelných let od Země v souhvězdí Leo, lva.
The Hubbleový vesmírný dalekohled objeveno vodní pára v atmosféře K2-18B v roce 2019 a JWST zjistil Přítomnost oxidu uhličitého a metanu v atmosféře planety, spolu s nedostatkem oxidu a amoniaku uhelnatého – přesně tak, jak předpovídá hypotéza Hycean Planet. Existují také předběžné důkazy, že v atmosféře K2-18B existuje také sloučenina zvaná dimethylsulfid, která na Zemi produkuje pouze Ocean Plankton Ukázat sporný.
Nyní tým vědců z University of California, Riverside a ETH Curych ve Švýcarsku šel o krok dále. Navrhují, aby jiná rodina sloučenin zvaných methylhalogenidy, generovaná mikrobiálním oceánským životem na Zemi, mohla vytvořit biosignaturu-tj. Chemický podpis biologického života-v atmosféře světa Hycean, která je snadněji detekovatelná než podpis kyslíku, je na zemské planetě.
„Oxygen je v současné době obtížný nebo nemožný odhalit na planetě podobné Zemi,“ řekla Michaela Leung z Kalifornské univerzity, Riverside, první autor nové práce popisující výzkum. „Methylhalides ve světech Hycean však nabízejí jedinečnou příležitost pro detekci se stávající technologií.“
Methylhalidy jsou molekuly, které zahrnují atomy uhlíku a tři atomy vodíku spojené s atomem halogenu, jako je brom, chlor nebo fluor. (Halogeny jsou skupinou reaktivních, nekovových prvků.) Na Zemi jsou methylhalogenidy produkovány životem, ale v atmosféře naší planety zdaleka nejsou hojné.
Na světech Hycean by však věci mohly být odlišné. Leungův tým má podezření, že podmínky v takových světech, pokud by existovaly, by umožnily methylhalogenides akumulovat se ve velkém množství v atmosféře. Kromě toho by methylhalogenidy měly silné absorpční rysy v infračerveném světle, na stejných vlnových délkách jako Jwst je navržen tak, aby pozoroval.
„Jednou z velkých výhod hledání methylhalogeridů je, že byste je mohli najít za pouhých 13 hodin s Jamesem Webbem. To je podobné nebo nižší, hodně, kolik dalekohledu budete muset najít plyny, jako je kyslík nebo metan,“ řekl Leung. „Méně času s dalekohledem znamená, že je to levnější.“
Související: Hledání mimozemského života
To, co Leungův tým navrhuje, existují dvě upozornění. Jedním z nich je, že zatím nevíme, zda ve skutečnosti existují světy Hycean. Byly navrženy jako možnost vysvětlit určité vlastnosti některých teplých planet typu subneptunu, které mají průměrnou hustotu, která znamenala silnou atmosféru vodíku a hluboký oceán kapalné vody. Přímé pozorování oceánu pod takovým světovým vodíkem však není v současné době proveditelné.
Druhým problémem je, že nevíme, zda by takové oceány mohly být obyvatelné. Svět Hycean by byl horký, a ačkoli extrémní podmínky pod obálkou vodíku by zabránily odpaření oceánu, není jisté, zda by to bylo pro život příliš horké, jak to známe. Pozitivní detekce methylhalogenidů v atmosféře kandidátského světa by však byla silnou známkou toho, že by tam mohl existovat život v hlubokém oceánu.
Pokud život existuje v takovém světě, musel by dýchat vodík, ne kyslík.
„Tyto mikroby, pokud jsme je našli, by byly anaerobní,“ řekl Schwieterman. „Byli by přizpůsobeni velmi odlišnému typu prostředí a nemůžeme si opravdu představit, jak to vypadá, kromě toho, že tyto plyny jsou věrohodným výkonem z jejich metabolismu.“
Anaerobní život – tj. Životní formy, které se vymýšlejí bez kyslíku – existují na Zemi, takže by to nebylo skutečně cizí životu na naší planetě, i když by životní prostředí, ve kterém by to žilo. Země podobné světy obíhající červené trpaslíky by mohly být nedostatek, protože červené trpaslíci jsou divokými malými zvířaty, které jsou náchylné k uvolnění výbuchu drsného záření, které může odstranit atmosféru planety podobné Zemi. Hyceanské světy chráněné jejich silnou vodíkovou atmosférou však mohou být méně zranitelné vůči útoku z jejich hvězdy.
Mohlo by to být proto, že světy Hycean jsou tam, kde žije život v systémech červených trpaslíků, a protože červené trpaslíci tvoří asi tři čtvrtiny všech hvězd v našem Mléčná dráha Galaxy, v kosmosu by mohlo být mnohem více obyvatelných světů Hycean než na světě podobné Země.
Výzkum týmu Leungu byl vydán 11. března v Dopisy astrofyzikálního časopisu.
Původně zveřejněno Space.com.
