Ny forskning om hur jordens atmosfär utvecklades över tiden kan vara nyckeln till att upptäcka liv på exoplaneter, enligt forskare från University of St Andrews och Cornell University.

Den nya studien, publicerad i The Astrofysisk tidskrift , beskriver hur jordens atmosfär utvecklades över tiden och hur detta motsvarar utseendet på olika livsformer.

Laget, ledd av Dr Sarah Rugheimer, astronom och astrobiolog från School of Earth and Environmental Sciences vid universitetet, studerade olika geologiska epoker från jordens historia, modellera atmosfärerna runt olika stjärnor, större och mindre än vår sol. Forskarna fann att en planets stjärntyp är en viktig faktor för hur en exoplanets atmosfär utvecklas och hur detekterbara tecken på liv, aka biosignaturer, kommer vara.

Studien fokuserade på jordens atmosfär vid fyra olika punkter i historien:före mikrober (3,9 miljarder år sedan), efter mikrober och den första ökningen av syre (2 miljarder år sedan), under den andra ökningen av syre (800 miljoner år sedan), och jorden som den är idag. Vid var och en av dessa punkter, syre, metan och koldioxid fanns i drastiskt olika mängder.

De nya rönen om hur liv utvecklas i olika atmosfärer kan lägga grunden för forskare att tolka tidiga biosignaturer och tecken på liv på exoplaneter i jordstorlek.

Ledande forskare Dr. Rugheimer sa:"Vi förväntar oss att hitta en myriad av exoplaneter bortom ens vår vildaste fantasi. Även om vi ser tillbaka på vår egen planet, atmosfären har förändrats dramatiskt många gånger. Genom att titta på jordens historia och hur olika värdstjärnans ljus skulle interagera med en planets atmosfär, vi kan börja skapa ett rutnät av modeller för att hjälpa oss att förstå framtida observationer. Särskilt, i detta dokument ville vi ta reda på hur detekterbara biosignaturgaser har varit både i jordens historia och om dessa planeter kretsade runt en annan stjärna."

Olika molntäcke och ytegenskaper som hav och kontinenter togs också med i studien för att se hur dessa påverkade modellerna, men för att exakt återspegla fynden på avlägsna exoplaneter krävs större teleskop.

Dr. Rugheimer noterar:"2019 års uppskjutning av rymdteleskopet James Webb borde tillåta oss att studera en handfull beboeliga, Exoplaneter i jordstorlek som passerar röda dvärgstjärnor. European Extremely Large Telescope, som borde vara online i mitten av 2020-talet, kan också direkt avbilda en handfull exoplaneter."

Tidningen "Spectra of Earth-like planets through geological evolution around FGKM stars" av Dr Sarah Rugheimer och professor Lisa Kaltenegger publiceras i The Astrofysisk tidskrift .