Chcesz znaleźć życie w kosmosie? Zwróć uwagę na gaz rozweselający – radzą naukowcy

W tym artykule:

1. Co uznaje się za biosygnatury?
2. Co to jest podtlenek azotu?
3. Z oceanu do atmosfery
4. Ile jest tlenku azotu w atmosferze?

Biosygnatury to związki chemiczne tworzące atmosferę planety, które dowodzą, na jej powierzchni rozwija się życie mikrobiologiczne. Zazwyczaj za biosygnatury uważa się gazy, które dominują w atmosferze Ziemi.

W skład powietrza, którym oddychamy, wchodzi przede wszystkim azot i tlen. Jednak zawiera ono również parę wodną, dwutlenek węgla, metan i wiele innych substancji chemicznych występujących w śladowych ilościach. Do tej ostatniej grupy należą związki azotu – tlenek i podtlenek azotu.

Co uznaje się za biosygnatury?

– Bardzo dużo myślano o tlenie i metanie jako biosygnaturach. Znacznie mniej naukowców na poważnie rozważało zaliczenie do tej grupy podtlenku azotu – mówi Eddie Schwieterman, astrobiolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside. – My uważamy, że to błąd.

Schwieterman wraz z zespołem podjęli się oszacowania, ile podtlenku azotu mogą wyprodukować żywe organizmy na planecie podobnej do Ziemi. Następnie przeprowadzili symulacje dla egzoplanet, jakie mogą orbitować wokół różnego rodzaju gwiazd. Na tej podstawie określili, jakie ilości podtlenku azotu mogą wykryć w ich atmosferach obserwatoria takie jak Teleskop Webba.

Astronomowie przebadali "najbardziej ekstremalną egzoplanetę". Jej atmosfera przypomina ziemską?

WASP-189b to jedna z najbardziej ekstremalnych egzoplanet, jakie kiedykolwiek odkryto. Ostatnie badania ujawniły, że posiada atmosferę nieco przypominającą atmosferę Ziemi. Ale zanim ktokolwi...

– W układzie planetarnym takim jak TRAPPIST-1, najbliższym i najłatwiejszym do obserwowania, jeśli chodzi o atmosferę skalistych planet, podtlenku azotu może być tyle samo co dwutlenku węgla i metanu – uważa badacz.

Co to jest podtlenek azotu?

Podtlenek azotu – N₂O, inaczej tlenek diazotu lub tlenek azotu(I) – to związek chemiczny, znany jako gaz rozweselający. Jest stosowany przez anestezjologów jako środek znieczulający, ponieważ uśmierza ból i poprawia nastrój. W XIX wieku używano go znieczulenia podczas porodów. Warto pamiętać, że podtlenek azotu jest również groźnym gazem cieplarnianym.

Azot to główny składnik atmosfery Ziemi i pierwiastek niezbędny do życia. Wchodzi m.in. w skład aminokwasów budujących białka. To jemu swoją nazwę zawdzięczają zasady azotowe – czyli podstawowe cegiełki, z których składają się kwasy RNA i DNA.

Z oceanu do atmosfery

Obieg azotu w przyrodzie jest bardzo skomplikowany. Pierwiastek ten metabolizują bakterie współpracujące z korzeniami roślin i bakterie znajdujące się w glebie. Z obiegiem azotu na co dzień mają do czynienia akwaryści. Gdy woda w akwarium jest zbyt rzadko zmieniana, gromadzą się w niej azotany. Dochodzi wówczas do rozrostu glonów i roślin, co może być groźne dla ryb.

– W pewnych określonych warunkach bakterie żyjące w oceanach mogą sprawić, że azotany zamienią się w podtlenek azotu, który następnie uwolni się do atmosfery – wyjaśnia Schwieterman.

Oczywiście sama obecność podtlenku azotu w atmosferze nie oznacza jeszcze życia. Może on powstać również w rezultacie uderzenia piorunów. Jednak w takim wypadku powstanie również dwutlenek azotu. Zdaniem Schwietermana, jeśli astrobiolodzy odkryją w atmosferze jakiejś egzoplanety oba te związki, to znak, że powstały na skutek naturalnych procesów geologicznych i klimatycznych niezwiązanych z życiem mikrobiologicznym.

Ile jest tlenku azotu w atmosferze?

Badacz zwraca też uwagę, że nie należy przejmować się tym, iż obecnie w atmosferze Ziemi podtlenku azotu jest bardzo mało. Jego zdaniem w przeszłości mogło być zupełnie inaczej. W pewnych okresach warunki w oceanach były zupełnie inne i wówczas powstawało w nich znacznie więcej podtlenku azotu niż obecnie.

Atmosfera Marsa. Jaki ma skład i dlaczego Mars niemal całkowicie ją utracił?

Mars był niegdyś wodnym światem. Planetą, której skorupę przecinały koryta rzek, pokrywały morza. Widać to wciąż po ukształtowaniu terenu. Jak doszło do tego, że planeta niegdyś podo...

Co więcej, światło gwiazd innych niż Ziemia, takich jak pomarańczowe i czerwone karły, nie rozkłada podtlenku azotu w atmosferze równie skutecznie jak światło naszej gwiazdy. Z obu tych powodów w atmosferach odległych egzoplanet podtlenku azotu, wskazującego na istnienie tam życia mikrobiologicznego, może być całkiem sporo.

Źródła: EurekAlert, The Astrophysical Journal.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com