Vědci identifikují exoplanety, kde by se život mohl vyvíjet tak, jak tomu bylo na Zemi

Sara Seager: The search for planets beyond our solar system (Červen 2019).

Anonim

Vědci identifikovali skupinu planet mimo naši sluneční soustavu, kde existují stejné chemické podmínky, které mohou vést k životu na Zemi.

Vědci z University of Cambridge a Laboratoř molekulární biologie (MRC LMB) v Radě pro lékařské výzkumy zjistili, že šance na rozvoj života na povrchu skalnaté planety, jako je Země, jsou spojeny s typem a silou světla vydávaného hostitelskou hvězdou.

Jejich studie, publikovaná v časopise Science Advances, navrhuje, aby hvězdy, které vyzařovaly dostatečné ultrafialové (UV) světlo, mohly začít na oběžných planetách stejným způsobem, jak se pravděpodobně vyvinuly na Zemi, kde UV světlo napájí řadu chemických látek reakce, které vytvářejí stavební kameny života.

Vědci zjistili, že řada planet, kde UV světlo z hostitelské hvězdy je dostatečné k tomu, aby umožnilo tyto chemické reakce, a které leží v obytném rozmezí, kde může na povrchu planety existovat kapalná voda.

"Tato práce nám umožňuje zúžit nejlepší místa pro hledání života, " řekl doktor Paul Rimmer, postdoktorský výzkumník se společným příbuzenstvím v Cambridge Cavendish Laboratory a MRC LMB a prvním autorem knihy. "Přináší nám to trochu blíž k otázce, zda jsme ve vesmíru sami."

Nový příspěvek je výsledkem probíhající spolupráce mezi laboratoří Cavendish a MRC LMB, která spojuje výzkum organické chemie a exoplanety. Vychází z práce profesora Johna Sutherlanda, spoluautora tohoto článku, který studuje chemický původ života na Zemi.

V článku publikovaném v roce 2015 skupina profesora Sutherlanda v MRC LMB navrhla, že kyanid, byť smrtonosným jedem, byl ve skutečnosti klíčovou složkou primordiální polévky, z níž pochází celý život na Zemi.

V této hypotéze uhlík z meteoritů, kteří se dostali do mladé Země, reagovali s dusíkem v atmosféře za vzniku kyanovodíku. Kysličník kyanovodu vylévá na povrch, kde působil různými způsoby s jinými prvky, poháněný UV zářením ze slunce. Chemické látky vyrobené z těchto interakcí vytvářejí stavební bloky RNA, blízkého příbuzného DNA, který většina biologů věří, že je první molekulou života, která přináší informace.

V laboratoři Sutherlandova skupina vytvořila tyto chemické reakce v UV lampách a vytvořila prekurzory lipidů, aminokyselin a nukleotidů, které jsou základními složkami živých buněk.

"Naštěstí jsem se setkal s těmito dřívějšími experimenty a jako první astronomy se jedná o to, jaký druh světla používáte, jako chemici, o kterých si opravdu mysleli, " řekl Rimmer. "Začal jsem měřit počet fotonů vyzařovaných svými lampami a pak jsem si uvědomil, že porovnáním tohoto světla se světlem různých hvězd je přímý další krok."

Obě skupiny provedly řadu laboratorních experimentů, aby zjistily, jak rychle mohou vzniknout stavební kameny života z kyanovodíku a iontů hydrogensiřičitanu ve vodě při vystavení UV záření. Poté prováděli stejný experiment za nepřítomnosti světla.

"Je to chemie, která se děje ve tmě: je to pomalejší než chemie, která se děje ve světle, ale je to tam, " řekl senior profesor Didier Queloz, také z laboratoře Cavendish. "Chtěli jsme zjistit, kolik světla bude potřebovat pro světlou chemii, aby zvítězila nad temnou chemií."

Stejný experiment probíhal ve tmě s kyanovodíkem a siřičitanem, což vedlo k inertní sloučenině, která nemohla být použita k vytvoření stavebních kamenů života, zatímco experiment prováděný pod světlem vedl k potřebným stavebním blokům.

Vědci pak porovnávali světelnou chemii s temnou chemií proti UV záření různých hvězd. Vykreslili množství UV záření dostupné pro planety na oběžné dráze kolem těchto hvězd, aby zjistily, kam může být chemie aktivována.

Zjistili, že hvězdy kolem stejné teploty jako naše slunce vyzařovaly dostatek světla, aby se stavební kameny života staly na povrchu svých planet. Chladné hvězdy na druhou stranu nevytvářejí dostatek světla pro vytvoření těchto stavebních bloků, s výjimkou případů, kdy mají časté silné sluneční světlice, které postupně poskakují chemii dopředu. Planety, které oba dostávají dostatek světla k tomu, aby aktivovaly chemii a mohly mít na jejich povrchu tekutou vodu, spočívají v tom, co vědci nazvali zónou abiogeneze.

Mezi známými exoplanety, které se nacházejí v zóně abiogeneze, je několik planet zjištěných teleskopem Kepler, včetně Keplera 452b, planety, která byla přezdívána jako "bratranec" Země, ačkoli je příliš daleko od sondy současnou technologií. Dalekohledy příští generace, jako jsou teleskopy TESS a James Webb NASA, doufají, že budou schopny identifikovat a potenciálně charakterizovat mnohem více planet, které leží v zóně abiogeneze.

Samozřejmě je také možné, že pokud existuje život na jiných planetách, má nebo se bude vyvíjet zcela jinak než na Zemi.

"Nejsem si jistý, jaký je podmíněný život, ale vzhledem k tomu, že máme jen jeden příklad, máme smysl hledat místa, která jsou nejvíce podobná nás, " řekl Rimmer. "Existuje důležité rozlišování mezi tím, co je nezbytné a co je dostačující: Stavební bloky jsou nezbytné, ale nemusí být dostačující: je možné, že je můžete smíchat po celé miliardy let a nic se nestane. místa, kde potřebné věci existují. "

Podle nedávných odhadů existuje ve sledovaném vesmíru až 700 milionů pozemských planet. "Získat nějakou představu o tom, jaký zlomek byl, nebo by mohl být, živý pro život, mě fascinuje, " řekl Sutherland. "Samozřejmě, že je živené životem, není všechno a stále nevíme, jaký je pravděpodobný původ života, a to i za příznivých okolností - pokud je to opravdu nepravděpodobné, pak bychom mohli být sami, ale pokud ne, můžeme mít společnost. "

menu
menu