Efterhånden som søgen efter beboelige udlander opvarmes, vil forskere vide: Er det liv, eller blot illusionen om livet?
Kunstnerens koncept af exoplanet Kepler 62E, omkring 1.200 lysår væk i stjernebilledet Lyra. Billede via NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle.
I de senere år er astronomer begyndt at udvikle evnen til at søge efter levende verdener, det vil sige fjerne planeter - der kredser langt ud over vores solsystem - som viser bevis på liv i deres atmosfærer. Søgningen involverer det, der kaldes biosignaturer i planetariske atmosfærer. For eksempel på jorden kommer de omkring 21% af vores atmosfære i form af ilt primært fra mikrober, der udfører fotosyntese, hvorved solskin, vand og kuldioxid omdannes til kulhydrater og ilt. Nu har forskere fra University of Washington-baserede virtuelle planetariske laboratorium frigivet en undersøgelse, der skal hjælpe astronomer med at identificere og udelukke falske positiver i denne igangværende livssøgning. De udgav der arbejde i 26. februar 216-udgaven af Astrofysiske tidsskriftsbreve.
Søgningen efter biosignaturer i eksoplaneter atmosfærer er delvis blevet et varmt emne på grund af den verserende lancering af James Webb-rumteleskopet, der er sat til 2018. Dette teleskop vil være på en teknologisk grænse; det vil sige, det kan hjælpe astronomer med at kigge efter livet på en håndfuld af fjerne verdener. Dette gøres ved transit-spektroskopi eller studere de spektrale træk ved lys, der er synligt gennem en planetens atmosfære, når det passerer eller passerer foran sin værtsstjerne.
Edward Schwieterman, en doktorand i astronomi ved UWs virtuelle planetariske laboratorium, er hovedforfatter af den nye undersøgelse, der beskriver, hvordan man søger efter falske positiver. Han sagde i en erklæring:
Vi ønskede at afgøre, om der var noget, vi kunne observere, som gav bort fra disse 'falske positive' tilfælde blandt eksoplaneter.
Vi kalder dem "biosignatur impostorer" i avisen.
Den potentielle opdagelse af liv ud over vores solsystem er af en sådan enorm størrelse og konsekvens, vi har virkelig brug for at være sikre på, at vi har det rigtigt - at når vi fortolker lyset fra disse eksoplaneter, ved vi nøjagtigt, hvad vi leder efter, og hvad der kunne narre os.
På jorden fungerer fotosyntesen for at frigive ilt i vores atmosfære. Billede via Wikimedia Commons.
En forudsætning i søgen efter falske positiver i biosignaturer er, at selv om uren på jorden næsten udelukkende produceres ved fotosyntese, er det måske ikke universelt sandt blandt milliarder af eksoworlds i vores galakse. UW-erklæringen sagde således, at fremtidige forskere bliver nødt til at se nøje på alt ilt, de finder i atmosfærerne fra fjerne planeter:
Tidligere forskning fra det virtuelle planetariske laboratorium har fundet, at nogle verdener kan skabe ilt 'abiotisk' eller på ikke-levende måder. Dette er mere sandsynligt i tilfælde af planeter, der kredser rundt i lavmasse stjerner, som er mindre og svagere end vores sol og de mest almindelige i universet.
Den første abiotiske metode, de identificerede, resulterer i, når stjernens ultraviolette lys opdeler kuldioxidmolekyler (CO2), hvilket frigør nogle af iltatomerne til at dannes til O2, den slags ilt, der findes i Jordens atmosfære.
Giveawayen, at denne bestemte iltbiosignatur muligvis ikke indikerer liv, kom, da forskerne gennem computermodellering fandt, at processen ikke kun producerer ilt, men også betydelige og potentielt påviselige mængder kulilte.
... Så hvis vi så kuldioxid og kulilte sammen i atmosfæren på en stenet planet, ville vi vide, at vi var meget mistænkelige over, at fremtidige iltdetekteringer ville betyde liv.
Der er også andre mulige indikatorer for falske positiver, som teamet beskrev i deres erklæring sammen med strategier til at identificere dem. Schwieterman sagde:
Med disse strategier i hånden kan vi hurtigere gå videre til mere lovende mål, der kan have ægte iltbiosignaturer.