Als buitenaardse wezens ons zonnestelsel zouden bezoeken, zouden ze slechts een moment nodig hebben om erachter te komen welke planeet degene is met al het leven erop. De aanwezigheid van zuurstof in onze atmosfeer heeft wetenschappers de sleutel gegeven tot het zoeken naar leven op andere werelden. Maar wat als er puur natuurlijke processen zijn, die de zoektocht naar leven zouden kunnen verwarren, waardoor krachtige nieuwe ruimte-observatoria zoals de Terrestrial Planet Finder en Darwin voor de gek worden gehouden.
Maak je geen zorgen. Een nieuwe simulatie door een team van Amerikaanse onderzoekers toont aan dat geen enkel natuurlijk proces in een bewoonbare wereld met vloeibaar water hoge niveaus van zuurstof en ozon in een buitenaardse atmosfeer zou kunnen houden. Als er zuurstof is, is er leven.
Het grootste deel van de zuurstof (O2) in de atmosfeer van de aarde zou zijn ontstaan door fotosynthese. Planten gebruiken energie van de zon, nemen kooldioxide op en geven O2 af als bijproduct. In de loop van de tijd heeft deze zuurstof zich in onze atmosfeer opgebouwd tot de huidige verhouding van 21%, met de rest stikstof en andere sporengassen.
Deze verhouding is erg belangrijk bij het zoeken naar leven in het universum. In de komende decennia wordt er een vloot van ruimtevaartuigen en experimenten gebouwd die zo gevoelig zullen zijn dat ze de atmosfeer van een verre aarde-achtige wereld kunnen analyseren. Vind zuurstof of ozon in de atmosfeer van die planeet - zo gaat het denken - en je hebt een wereld met leven gevonden. Net als onze eigen planeet, ververst een organisch proces de zuurstof in de atmosfeer, waardoor deze niet meer reageert.
Een onlangs geannuleerd ruimtevaartuig is de Terrestrial Planet Finder, die gevoelig genoeg zou zijn om de chemische bestanddelen van een verre atmosfeer te analyseren. Helaas werd deze missie geschrapt nadat budgetten waren overgemaakt om de Vision for Space Exploration te ondersteunen, die mensen terug naar de maan en weer naar Mars zal sturen. Maak je geen zorgen, de Europeanen werken ook aan het probleem met hun Darwin-missie. En het is nog niet geannuleerd ... nog niet.
Deze missies (als ze wel worden gelanceerd) zullen zuurstof en ozon kunnen detecteren in de atmosfeer van een verre wereld. Maar konden ze voor de gek gehouden worden? Zijn er natuurlijke processen die vergelijkbare niveaus van zuurstof en ozon kunnen genereren? Als dat zo is, dan zou het de zoektocht naar het leven buitengewoon moeilijk maken en valse positieven opleveren die wetenschappers in verwarring zouden brengen.
Er zijn een paar scenario's waarvan wetenschappers denken dat ze valse positieven voor het leven kunnen creëren. Op een weggelopen kassenplaneet als Venus kunnen bijvoorbeeld grote hoeveelheden waterstof ontsnappen uit een hete, vochtige atmosfeer. Omdat deze waterstof afkomstig is van water (H2O), zou er zuurstof achterblijven. Als een extrasolaire planeet zijn oceaan aan de ruimte zou verliezen, zou hij de detectoren voor de gek kunnen houden.
In een andere situatie zou een bevroren, Marsachtige planeet groot genoeg kunnen zijn om zware gassen vast te houden, maar te klein om vulkanische ontgassing te behouden. Het bevroren oppervlak zou dan het zuurstofverlies remmen, maar ook niet opnemen.
De truc van beide scenario's is echter dat ze zouden bestaan op planeten buiten de bewoonbare zone van een ster. Voorzichtige waarnemers zouden ze van tevoren kunnen uitsluiten.
Een team van Amerikaanse onderzoekers heeft een simulatie ontwikkeld om te zien of er scenario's zijn die valse positieven zouden kunnen genereren, en ze konden niets vinden dat toekomstige telescopen voor de gek zou houden. De onderzoeksopdracht is getiteld Abiotische vorming van O2 en O3 in terrestrische atmosferen met hoge CO2, en het is onlangs in het tijdschrift geaccepteerd Astronomie en astrofysica.
Ze voerden veel simulaties uit, waarbij ze rekening hielden met alle mogelijke variabelen die een aardachtige wereld zouden simuleren, inclusief verschillende snelheden van vulkanische ontgassing en ultraviolette straling.
Ze konden geen scenario's bedenken waarin een bewoonbare planeet met vloeibaar water een vals positief resultaat zou kunnen opleveren voor O2 of O3 dat een telescoop als de Terrestrial Planet Finder of Darwin voor de gek zou houden.
Oorspronkelijke bron: Arxiv research paper
