• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Att kasta mer ljus på molekyler kopplade till liv på andra planeter

    Kredit:Shutterstock

    Sökandet efter liv på andra planeter har fått ett stort uppsving efter att forskare avslöjade spektrala signaturer för nästan 1000 atmosfäriska molekyler som kan vara involverade i produktion eller konsumtion av fosfin, en studie ledd av UNSW Sydney avslöjade.

    Forskare har länge gissat att fosfin - en kemisk förening gjord av en fosforatom omgiven av tre väteatomer (PH3) - kan indikera bevis på liv om det finns i atmosfären på små steniga planeter som vår egen, där det produceras av bakteriers biologiska aktivitet.

    Så när ett internationellt team av forskare förra året hävdade att de hade upptäckt fosfin i Venus atmosfär, det väckte den lockande utsikten till det första beviset på liv på en annan planet – om än den primitiva, encellig sort.

    Men alla var inte övertygade, med några forskare som ifrågasatte om fosfinet i Venus atmosfär verkligen producerades av biologisk aktivitet, eller om fosfin överhuvudtaget upptäcktes.

    Nu ett internationellt team, ledd av UNSW Sydney-forskare, har gjort ett nyckelbidrag till detta och alla framtida sökningar efter liv på andra planeter genom att demonstrera hur en första upptäckt av en potentiell biosignatur måste följas av sökningar efter relaterade molekyler.

    I en tidning som publicerades i dag i tidskriften Gränser inom astronomi och rymdvetenskap , de beskrev hur teamet använde datoralgoritmer för att producera en databas med ungefärliga infraröda spektrala streckkoder för 958 molekylarter som innehåller fosfor.

    Se och lär

    Som UNSW School of Chemistrys Dr Laura McKemmish förklarar, när forskare letar efter bevis på liv på andra planeter, de behöver inte gå ut i rymden, de kan helt enkelt rikta ett teleskop mot planeten i fråga.

    "För att identifiera liv på en planet, vi behöver spektraldata, " hon säger.

    "Med rätt spektraldata, ljus från en planet kan berätta vilka molekyler som finns i planetens atmosfär."

    Fosfor är en viktig beståndsdel för livet, ännu fram till nu, hon säger, astronomer kunde bara leta efter en polyatomisk fosforinnehållande molekyl, fosfin.

    "Fosfin är en mycket lovande biosignatur eftersom den endast produceras i små koncentrationer genom naturliga processer. om vi inte kan spåra hur det produceras eller konsumeras, vi kan inte svara på frågan om det är ovanlig kemi eller små gröna män som producerar fosfin på en planet, " säger Dr McKemmish.

    För att ge insikt, Dr McKemmish samlade ett stort tvärvetenskapligt team för att förstå hur fosfor beter sig kemiskt, biologiskt och geologiskt och fråga hur detta kan undersökas på distans genom enbart atmosfäriska molekyler.

    "Det som var bra med den här studien är att den samlade forskare från olika områden - kemi, biologi, geologi – att ta itu med dessa grundläggande frågor kring sökandet efter liv någon annanstans som ett område ensamt inte kunde svara på, " säger astrobiolog och medförfattare till studien, Docent Brendan Burns.

    Dr McKemmish fortsätter:"I början, vi letade efter vilka fosforbärande molekyler – det vi kallade P-molekyler – som är viktigast i atmosfärer, men det visar sig att väldigt lite är känt. Så vi bestämde oss för att titta på ett stort antal P-molekyler som kunde hittas i gasfasen som annars skulle förbli oupptäckta av teleskop som är känsliga för infrarött ljus."

    Streckkodsdata för nya molekylarter produceras normalt för en molekyl i taget, Dr McKemmish säger, en process som ofta tar år. Men teamet som var involverat i denna forskning använde vad hon kallar "beräkningskvantumkemi med hög genomströmning" för att förutsäga spektra av 958 molekyler inom bara ett par veckor.

    "Även om denna nya datauppsättning ännu inte har noggrannheten för att möjliggöra nya upptäckter, det kan hjälpa till att förhindra feltilldelningar genom att belysa potentialen för flera molekylära arter som har liknande spektrala streckkoder – till exempel, med låg upplösning med vissa teleskop, vatten och alkohol kan inte skiljas åt."

    "Datan kan också användas för att rangordna hur lätt en molekyl är att upptäcka. Till exempel, kontraintuitivt, främmande astronomer som tittar på jorden skulle ha mycket lättare att upptäcka 0,04 % CO 2 i vår atmosfär än 20% O 2 . Detta beror på att CO 2 absorberar ljus mycket starkare än O 2 — Det är faktiskt det som orsakar växthuseffekten på jorden.

    Livet på exoplaneter

    Oavsett resultaten från debatten om förekomsten av fosfin i Venus atmosfär och de potentiella tecknen på liv på planeten, detta nya tillägg till kunskapen om vad som kan detekteras med hjälp av teleskop kommer att vara viktigt för att upptäcka potentiella tecken på liv på exoplaneter – planeter i andra solsystem.

    "Det enda sättet vi kommer att kunna titta på exoplaneter och se om det finns liv där är att använda spektraldata som samlats in av teleskop - det är vårt enda verktyg, " säger Dr McKemmish.

    "Vår artikel ger en ny vetenskaplig metod för att följa upp upptäckten av potentiella biosignaturer och har relevans för studiet av astrokemi inom och utanför solsystemet, " säger Dr. McKemmish. "Ytterligare studier kommer snabbt att förbättra noggrannheten i data och utöka utbudet av övervägda molekyler, banar väg för dess användning i framtida upptäckter och identifieringar av molekyler."

    Medförfattare och CSIRO-astronom Dr. Chenoa Tremblay säger att lagets bidrag kommer att vara fördelaktigt eftersom kraftfullare teleskop kommer online inom en snar framtid.

    "Denna information har kommit vid en kritisk tidpunkt inom astronomi, " hon säger.

    "Ett nytt infrarött teleskop kallat James Web Space Telescope kommer att lanseras senare i år och det kommer att vara mycket känsligare och täcka fler våglängder än sina föregångare som Herschel Space Observatory. Vi kommer att behöva denna information i en mycket snabb takt för att identifiera nya molekyler i data."

    Hon säger att även om lagets arbete var fokuserat på vibrationsrörelserna hos molekyler som upptäckts med teleskop som är känsliga för infrarött ljus, de arbetar för närvarande med att utöka tekniken till även radiovåglängderna.

    "Detta kommer att vara viktigt för nuvarande och nya teleskop som den kommande Square Kilometer Array som ska byggas i västra Australien."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com