Астрономија

Кислород во метанска атмосфера слично на метан во кислородна атмосфера?

Кислород во метанска атмосфера слично на метан во кислородна атмосфера?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ако претпоставиме планета со големина на Земјата со подеднакво густа атмосфера на азот и метан, наместо кислород, и таа е во зоната на златни блокови. Дали хипотетички туѓ вид ќе може да користи кислород за фенери и печки на ист начин како што користиме метан (или природен гас, итн.)?

Ако е така, какви примарни разлики во односите и / или густината на гасовите треба да постојат? Ако не, зошто да не?


Да, би функционирало.

Разликата помеѓу „гориво“ и „оксидатор“ е направена заради погодност, но тоа не е фундаментална разлика на макроскопско ниво. Единствените разлики се на микроскопско ниво, поврзани со тоа што прават електроните за време на реакцијата. Сите такви процеси се редокс реакции (редукција-оксидација), каде едниот учесник е редуктор, а другиот е оксидатор. Тоа едноставно значи дека агенсот за редукција губи електрони, додека оксидирачкиот агенс добива електрони; штом електронската рамнотежа е конечна, двете компоненти се врзани заедно и реакцијата е завршена.

Оксидаторот не мора да биде кислород, може да има многу елементи или соединенија гладни за електрони.

Во крајна линија е - можете да согорите било кој гас во атмосфера направена од другиот. Гасовите не се грижат, сè додека реагираат едни со други. Постојат видеа на Интернет каде можете да видите како хемичари горат кислород во атмосфера на водород или горат водород во атмосфера на хлор, итн. Сите овие се реакции на редокс.

За тоа кој е минималниот процент на метан во атмосферата што може да одржи пламен на кислород, не сум сигурен. Но, тоа мора да биде слично на ситуацијата на Земјата, каде што содржината на малку кислород во воздухот на крајот ќе го изгасне секој пламен. Јас би претпоставил дека 20% метан би работел многу добро за согорување на кислород, но тоа е само претпоставка, затоа земете го за што вреди.


Како што истакнаа другите, атмосферата на метан би укажувала на многу поинаква хемија на планетарно ниво, што може или не може да го одржи животот воопшто. Дефинитивно не би го одржувал животот каков што го знаеме.

Исто така, зоната Голдилокс за метанска атмосфера е различна од истата зона за кислородна атмосфера - тој е подалеку од theвездата, бидејќи метанот задржува инфрацрвени зраци подобро од кислородот (метанот е „стакленички гас“).


  • Оган и пламен 19 - пламен на кислород во водород (кралско друштво за хемија)

  • Оган и пламен 21 - балон со кислород во водород (кралско друштво за хемија)

  • Оган и пламен 22 - Планетата Јупитер (Кралско друштво за хемија)
  • Флуор - Периодична табела на видеа
  • Експлодираат меури со водород (периодична табела на видеа)

Се согласувам со одговорот на Сифер, но само да додадам, од одредена гледна точка, кислородот може да се складира и да се користи како гориво во таква ситуација.

Сега, колку што вонземјаните го прават тоа, се сомневам дека може да имате живот (интелигентен живот ако тие користат гориво) на планета со азот / CH4 атмосфера, не гледам како тоа навистина би функционирало и како резервните циклуси би се избалансирале. Го разгледав тоа малку и станува прилично комплицирано, така што, не сакам да кажам дека е невозможно, но се сомневам дека е малку веројатно, но, ако го земемеме вашето сценарио и работиме со претпоставка дека има интелигентен живот на „Златокоси“ планета што дише N2 / CH4 (можеби ќе фрли CO2 таму), на карпеста планета со океани, не гледам причина зошто не можеа да користат кислород како гориво, барем, водејќи „кислородни линии“ во нивните вонземски домови за да направат оган, можеби за да се готви - сигурно. Се чини дека ќе биде корисна погодност. Вие не добивате многу енергија при влечење на кислород од Силикатна карпа или железен оксид или од вода и потоа користење на тоа за да изгорите во метанска атмосфера, така што мислам дека не би бил извор на енергија, освен ако не користат бактерии за производство на кислород и тогаш, можеби. Кислородот не би се концентрирал под земја како што се јаглеводородите, така што во таа смисла нема да може да се дупчи, но како пренослива супстанца „како гориво“ ќе функционира. Не гледам причина зошто тоа не може да се направи.

Ако некогаш поставиме астронаутска колонија на Титан, кој, иако е далеку подалеку од земјата од Марс, има неколку предности, едната е, површинскиот притисок е податлив, така што структурите нема да треба да содржат значителен дел од 14,4 PSI. Needе треба да бидат претежно воздушни, но во споредба со структурниот интегритет потребен за да не се изгуби атмосферата до вакуум, тоа е лесно.

Астронаутите / колонистите на Титан ќе можат да соберат карпести CO2 и H2O од површината на Месечината и да го искористат тоа за да растат растенија внатре и со време, тие веројатно би имале изобилство кислород и под одредени околности, кислородот би можел да се користи на слично начин за гориво. Сметам дека сценариото на кој начин го напишавте е многу малку веројатно, но кислородот се користи како гориво на метан или водород во изобилство на атмосфера, поверојатно некој вид колонија на астронаути, нема причина зошто не може да се направи тоа, за што можам да мислам .

ПС - Тоа е на страната на шпекулациите за одговор тука, но тоа е моето размислување за прашањето.


Мислам дека во духот на прашањето, одговорот е да. Во атмосфера како водород или метан што може да реагира со кислород, кислородот е ресурс што овозможува согорување и затоа претставува резерва на енергија. На пример, еве демонстрација на пламен на кислород во водородна атмосфера.


Тенок воздух: Атмосфера на кислород пронајдена на Месечината на Сатурн, Реа

Вселенското летало Касини на НАСА откри многу изопачена атмосфера позната како егзосфера, потоната со кислород и јаглерод диоксид околу ледената Месечина на Сатурн, Реа. Ова е прв пат вселенско летало да зафаќа молекули на кислородна атмосфера - иако многу тенка - во друг свет освен Земјата.

Кислородот се појавува кога магнетното поле на Сатурн се врти над Реа. Енергетски честички заробени во магнетното поле на планетата ја пиперуваат површината на вода-мраз на Месечината. Тие предизвикуваат хемиски реакции кои ја распаѓаат површината и ослободуваат кислород. Изворот на јаглерод диоксид е помалку сигурен.

Кислородот на површината на Реа се проценува дека е околу 5 трилиони пати помалку густ од оној што го имаме на Земјата. Но, новите резултати покажуваат дека површинското распаѓање може да придонесе за изобилство молекули на кислород, што доведува до густина на површината приближно 100 пати поголема од егзосферите или на месечината на Земјата или на Меркур. Формирањето кислород и јаглерод диоксид евентуално може да придвижи сложена хемија на површините на многу ледени тела во универзумот.

„Новите резултати сугерираат дека активната, комплексна хемија што вклучува кислород може да биде доста честа појава низ целиот Сончев систем, па дури и во нашиот универзум“, рече главниот автор Бен Теолис, научник од тимот на Касини, со седиште во Институтот за истражување на Југозапад во Сан Антонио. „Таквата хемија може да биде предуслов за живот. Сите докази од Касини укажуваат на тоа дека Реа е премногу студена и лишена од течна вода неопходна за живот каков што го знаеме.“

Ослободувањето на кислород преку површинско зрачење може да помогне во генерирање услови поволни за живот на ледено тело, освен Реа, што има течна вода под површината, рече Теолис. Ако кислородот и јаглеродниот диоксид од површината некако можат да се пренесат до под-површински океан, тоа би обезбедило многу погостопримлива средина за формирање на посложени соединенија и живот. Научниците сакаат да испитаат дали е можен живот на ледени месечини со океан, иако сè уште не го откриле.

Тешката атмосфера со кислород и јаглерод диоксид ја прави Реа, втората по големина месечина на Сатурн, единствена во системот на Сатурн. Титан има густа азот-метан атмосфера, но многу малку јаглерод диоксид и кислород.

„Реа се покажа многу поинтересна отколку што замислувавме“, рече Линда Спилкер, научник за проектот Касини во лабораторијата за реактивен погон на НАСА, Пасадена, Калифорнија. ”Откритието Касини ја истакнува богатата разновидност на месечините на Сатурн и ни дава индиции за тоа како тие се формираа и еволуираа “.

Научниците се сомневаа дека Реа може да има тенка атмосфера со кислород и јаглерод диоксид, заснована на далечински набудувања на ледените месечини на Јупитер од страна на вселенското летало на НАСА „Галилео“ и вселенскиот телескоп Хабл. Другите набationsудувања на Касини откриле кислород што излегува од ледените честички на Сатурн по ултравиолетово бомбардирање. Но, Касини беше во можност да открие кислород и јаглерод диоксид во егзосферата директно поради тоа колку леташе до Реа - 101 километар или 63 милји - и неговиот специјален пакет инструменти.

Во новата студија, научниците комбинираа податоци од јонскиот и неутралниот спектрометар на масата на Касини и плазматскиот спектрометар Касини за време на летовите на 26 ноември 2005 година, на 30 август 2007 година и на 2 март 2010 година. Спектрометарот на јони и неутрална маса „вкуси“ врвни густини на кислород од околу 50 милијарди молекули на кубен метар (1 милијарда молекули на кубни стапки). Открила врвна густина на јаглерод диоксид од околу 20 милијарди молекули на кубен метар (околу 600 милиони молекули на кубни стапки).

Плазматскиот спектрометар видел јасни потписи на текови на текови на позитивни и негативни јони, со маси што одговарале на јони на кислород и јаглерод диоксид.

„Како точно се ослободува јаглерод диоксидот, сè уште е загатка“, рече коавторот Gераинт onesонс, научник од екипата Касини со седиште во Универзитетскиот колеџ во Лондон во Велика Британија „Но, со разновидниот пакет инструменти на Касини, кој ја набудува Реа од далеку, како и душкање гасот околу него, се надеваме дека ќе ја решиме сложувалката “.

Јаглерод диоксидот може да биде резултат на „сув мраз“ заробен од исконската соларна маглина, како што е случај со кометите, или може да се должи на слични процеси на зрачење кои работат на органските молекули заробени во водениот мраз на Реа. Јаглерод диоксидот може да потекнува и од материјали богати со јаглерод депонирани од ситни метеори кои ја бомбардираат површината на Реа.

Мисијата Касини-Хајгенс е кооперативен проект на НАСА, Европската вселенска агенција и Италијанската вселенска агенција. Лабораторијата за реактивен погон на НАСА, Пасадена, Калифорнија, поделба на Технолошкиот институт во Калифорнија во Пасадена, управува со мисијата за Директоратот за научна мисија на НАСА, Вашингтон, орбитарот Касини е дизајниран, развиен и составен во ЈПЛ. Тимот на јонски и неутрален спектрометар на маса и тимот на плазма спектрометар Касини се со седиште во Институтот за истражување на Југозапад, Сан Антонио.

Извор на приказна:

Материјали обезбедени од НАСА. Белешка: Содржината може да се уредува според стилот и должината.


Со неразрешена мистерија за метанот на Марс, Кјуриосити им служи на научниците нова: Кислород

За прв пат во историјата на истражување на вселената, научниците ги измерија сезонските промени во гасовите што го исполнуваат воздухот директно над површината на кратерот Гајл на Марс. Како резултат, забележале нешто збунувачко: кислородот, гасот што го користат многу Земјини суштества за да дишат, се однесува на начин што досега научниците не можат да го објаснат низ какви било познати хемиски процеси.

Во текот на три Марс години (или скоро шест Земјини години), инструмент во преносната лабораторија за хемија на Анализата на примероци на Марс (САМ) во стомакот на роверот Кјуриосити на НАСА го вдиша воздухот на кратерот Гејл и го анализираше неговиот состав. Резултатите, плукани од САМ, ја потврдија составот на Марсовата атмосфера на површината: 95% по волумен на јаглерод диоксид (СО2), 2,6% молекуларен азот (Н.2), 1,9% аргон (Ar), 0,16% молекуларен кислород (О2), и 0,06% јаглерод моноксид (СО). Откриле и како молекулите во воздухот на Марс се мешаат и циркулираат со промените во воздушниот притисок во текот на целата година. Овие промени се предизвикани кога CO2 гасот замрзнува над половите во зима, а со тоа се намалува притисокот на воздухот низ целата планета по прераспределбата на воздухот за да се одржи рамнотежата на притисокот. Кога CO2 испарува во пролет и лето и се меша преку Марс, тоа го зголемува притисокот на воздухот.

Во рамките на ова опкружување, научниците откриле дека азотот и аргонот следат предвидлив сезонски модел, се депилираат и опаѓаат во концентрацијата во кратерот Гејл во текот на целата година во однос на тоа колку CO2 е во воздухот. Тие очекуваа кислород да го стори истото. Но, не Наместо тоа, количината на гас во воздухот се зголемуваше во текот на пролетта и летото за дури 30%, а потоа се спушти на нивоата предвидени со познатата хемија на есен. Оваа шема се повторуваше секоја пролет, иако количината на кислород додадена во атмосферата варираше, што имплицираше дека нешто го произведува, а потоа го одзема.

„Првиот пат кога го видовме тоа, тоа беше само збунетост на умот“, рече Сушил Атреја, професор по климатски и вселенски науки на Универзитетот во Мичиген во Ен Арбор. Атреја е коавтор на трудот на оваа тема објавен на 12 ноември во Весник за геофизички истражувања: Планети.

Веднаш штом научниците ја открија енигмата со кислород, експертите за Марс започнаа со работа обидувајќи се да ја објаснат Тие прво ја проверија двојно и тројно точноста на SAM инструментот што го користеа за мерење на гасовите: Масениот спектрометар квадрупол. Инструментот беше добар. Тие ја разгледаа можноста CO2 или вода (Н.2О) молекулите можеле да ослободат кислород кога ќе се распаднат во атмосферата, што доведува до краткотраен пораст. Но, ќе требаше пет пати повеќе вода над Марс за да се произведе дополнителен кислород и СО2 се распаѓа премногу бавно за да се генерира за толку кратко време. Што е со намалувањето на кислородот? Може ли сончевото зрачење да ги разгради молекулите на кислород во два атома што се разнесени во вселената? Не, заклучија научниците, бидејќи ќе требаше најмалку 10 години кислородот да исчезне преку овој процес.

„Се бориме да го објасниме ова“, рече Мелиса Тренер, планетарна научничка во Центарот за вселенски летови Годард на НАСА во Гринбелт, Мериленд, која го водеше ова истражување. "Фактот дека однесувањето на кислородот не е совршено повторувано секоја сезона, нè тера да мислиме дека тоа не е проблем што има врска со атмосферската динамика. Мора да биде некој хемиски извор и мијалник за кој сè уште не можеме да дадеме сметка".

За научниците кои го проучуваат Марс, приказната за кислород е curубопитно слична на онаа за метанот. Метанот е постојано во воздухот во кратерот Гале во толку мали количини (0,00000004% во просек) што едвај може да се препознае дури и од најчувствителните инструменти на Марс. Сепак, тоа е мерено со прилагодлив ласерски спектрометар на SAM. Инструментот откри дека додека метанот расте и паѓа сезонски, тој се зголемува во изобилство за околу 60% во летните месеци од необјасниви причини. (Всушност, метанот, исто така, скока и драматично. Научниците се обидуваат да откријат зошто.)

Со новите откритија за кислород во рака, тимот на Тренер се прашува дали хемијата слична на онаа што ги придвижува природните сезонски варијации на метан, исто така, може да предизвика кислород. Барем повремено, двата гасови се чини дека варираат во тандем.

„Почнуваме да ја гледаме оваа примамлива корелација помеѓу метанот и кислородот за добар дел од годината на Марс“, рече Атреја. "Мислам дека има нешто во тоа. Јас едноставно ги немам одговорите. Никој не го прави тоа."

Кислородот и метанот можат да се произведат и биолошки (од микроби, на пример) и абиотички (од хемија поврзана со вода и карпи). Научниците ги разгледуваат сите опции, иако немаат никаков убедлив доказ за биолошката активност на Марс. Uriубопитноста нема инструменти кои дефинитивно можат да кажат дали изворот на метанот или кислородот на Марс е биолошки или геолошки. Научниците очекуваат дека небиолошките објаснувања се поверојатни и вредно работат на нивно целосно разбирање.

Тимот на тренер ја сметаше Марсовата почва како извор на дополнителен кислород во пролетта. На крајот на краиштата, се знае дека е богато со елементот, во форма на соединенија како што се водород пероксид и перхлорати. Еден експеримент на пристаништата на Викинзите покажа пред неколку децении дека топлината и влажноста можат да ослободат кислород од почвата на Марс. Но, тој експеримент се одвиваше во услови доста различни од околината на Марсовата пролет и тој не го објаснува падот на кислородот, меѓу другите проблеми. Другите можни објаснувања исто така не се додаваат засега. На пример, високо-енергетското зрачење на почвата може да произведе дополнително О.2 во воздухот, но би биле потребни милион години да се акумулира доволно кислород во почвата за да се земе предвид засилениот мер само во една пролет, објавија истражувачите во нивниот труд.

„Сè уште не успеавме да излеземе со еден процес што произведува количина кислород што ни е потребен, но сметаме дека треба да биде нешто во површинската почва што се менува сезонски, бидејќи нема доволно достапни атоми на кислород во атмосферата за да создадете го однесувањето што го гледаме “, рече Тимоти Меконочи, асистент научник за истражување на Универзитетот во Мериленд во Колеџ Парк и друг коавтор на трудот.

Единственото претходно вселенско летало со инструменти способни за мерење на составот на Марсовиот воздух близу до земјата беа близнаците викиншки слетници на НАСА, кои пристигнаа на планетата во 1976 година. Експериментите со Викинзите опфатија само неколку Марсовски дена, па затоа тие не можеа да ги откријат сезонски обрасци на различни гасови. Новите мерења на САМ се први што го сторија тоа. Тимот САМ ќе продолжи да ги мери атмосферските гасови за научниците да можат да собираат подетални податоци во текот на секоја сезона. Во меѓувреме, Тренер и нејзиниот тим се надеваат дека другите експерти на Марс ќе работат на решавање на мистеријата за кислород.

"Ова е првпат да го гледаме ова интересно однесување повеќе години. Ние не го разбираме тотално", рече Тренер. „За мене, ова е отворен повик до сите паметни луѓе таму што се заинтересирани за ова: Погледнете што можете да смислите.


Во потрага по братучеди на Земјата и # 8217: & # 8216 биосигнатури & # 8217 во атмосфери на егзопланета

Опис на уметникот на APвездата TRAPPIST-1 и нејзините седум света.НАСА / ЈПЛ-Калтек / Р. Повреда (IPAC)

Научниците открија илјадници егзопланети, вклучително и десетици копнени & # 8212 или карпести & # 8212 светови во животните зони околу нивните матични starsвезди. Ветувачки пристап кон барање на знаци на живот на овие светови е да се испита атмосферата на егзопланетата за & # 8220 биосигнатури & # 8221 & # 8212 чудаци во хемискиот состав што се значајни знаци на живот. На пример, благодарение на фотосинтезата, нашата атмосфера е скоро 21% кислород, многу повисоко ниво отколку што се очекуваше со оглед на составот на Земјата и # 8217, орбитата и матичната starвезда.

Наоѓањето биосигнатури не е едноставна задача. Научниците користат податоци за тоа како егзопланетата атмосфера комуницира со светлината од нивната матична starвезда за да дознаат за нивните атмосфери. Но, информациите, или спектрите, што можат да ги соберат со помош на денешните & 8217-тите телескопи базирани на земја и во вселената, се премногу ограничени за директно мерење на атмосферата или откривање на биосигнатури.

Истражувачите на егзопланетата, како што е Викторија Медоус, професор по астрономија на Универзитетот во Вашингтон, се фокусирани на она што претстојните опсерватории, како вселенскиот телескоп Webејмс Веб или JWST, би можеле да го измерат во атмосферата на егзопланетата. На 15 февруари на годишното собрание на Американското здружение за унапредување на науката и # 8217 во Сиетл, Мидоус, главен истражувач на Виртуелна планетарна лабораторија на УВ и # 8217, ќе одржи говор за да сумира какви податоци овие нови опсерватории можат да соберат и што можат да откријат за атмосферата на копнените егзопланети слични на Земјата. Медоус седна со UW News да разговара за ветувањето за овие нови мисии да ни помогне да ги гледаме егзопланетите во ново светло.

П: Кои промени доаѓаат на полето на истражување на егзопланетата?

Викторија Медоус, професор по астрономија на Универзитетот во Вашингтон и директор на Лабораторијата за виртуелна планета.Рон Хаслер

Во следните пет до 10 години, ние & # 8217 ќе ја добиеме нашата прва шанса да ги набудуваме атмосферите на копнените егзопланети. Тоа е затоа што новите опсерватории треба да дојдат на Интернет, вклучувајќи ги вселенскиот телескоп Jamesејмс Веб и теренските опсерватории како „Екстремно големиот телескоп“. Голем дел од нашата неодамнешна работа во Лабораторијата за виртуелна планета, како и од колеги во други институции, се фокусираше на симулирање на егзопланетите слични на Земјата како на телескопите JWST и на земјата. Тоа ни овозможува да ги разбереме спектрите што ќе ги соберат овие телескопи и што тие податоци ќе и што ќе придонесат & # 8217t, ќе ни кажат за тие атмосфери на егзопланетата.

П: Какви видови на егзопланети атмосфери ќе можат да ги карактеризираат JWST и другите мисии?

Нашите цели се всушност избрана група на егзопланети кои се во близина & # 8212 во рок од 40 светлосни години & # 8212 и кружат околу многу мали, кул starsвезди. За повикување, мисијата Кеплер идентификуваше егзопланети околу starsвездите на оддалеченост од повеќе од 1.000 светлосни години. Помалите starsвезди домаќини исто така ни помагаат да добиеме подобри сигнали за тоа од што се создадени планетарните атмосфери бидејќи тенкиот слој на планетарната атмосфера може да блокира повеќе светлина од помала starвезда и # 8217s.

Значи, има неколку егзопланети на кои се фокусираме # 8217 и бараме знаци на живеење и живот. Сите беа идентификувани со анкети од земја, како што се TRAPPIST и неговиот наследник, СПЕКУЛООС # 8212 и од Универзитетот во Лиеж и # 8212, како и од проектот MEarth, управуван од Харвард. Најпознатите егзопланети во оваа група се веројатно седумте копнени планети кои кружат околу ТРАППИС-1. TRAPPIST-1 е -уџеста Mвезда М # 8212 една од најмалите што може да ја имате и да бидете aвезда & # 8212 и нејзините седум егзопланети се протегаат во внатрешноста на и надвор од живеалиштето, со три во зоната што може да се живее.

Ние & # 8217 го идентификувавме TRAPPIST-1 како најдобар систем за проучување затоа што оваа starвезда е толку мала што можеме да добиеме прилично големи и информативни сигнали од атмосферата на овие светови. Сите овие се братучеди на Земјата, но со многу поинаква матична starвезда, па затоа ќе биде многу интересно да се види каква е нивната атмосфера.

П: Што научивте досега за атмосферата на егзопланетите TRAPPIST-1?

Астрономската заедница има направено набудувања на системот TRAPPIST-1, но ние не сме виделе ништо друго освен & # 8220 не-откривање. & # 8221 Тоа сè уште може да ни каже многу. На пример, набудувањата и моделите сугерираат дека во овие егзопланети атмосфери е помалку веројатно да доминира водородот, најлесниот елемент. Тоа значи дека тие или воопшто немаат атмосфери или имаат релативно висока густина на атмосфера како Земјата.

П: Воопшто нема атмосфери? Што би го предизвикало тоа?

М-џуџестите starsвезди имаат многу поинаква историја од нашето сопствено сонце. По нивното зачеток, starsвездите слични на сонце со време осветлуваат додека се подложени на фузија.

М-џуџињата започнуваат големи и светли, бидејќи гравитационо пропаѓаат до големината што потоа ќе ја имаат во текот на целиот свој живот. Значи, планетите М-џуџиња би можеле да бидат подложени на долги временски периоди & # 8212 можеби како милијарда години и # 8212 на високо-интензивна светлина. Тоа може да му ја одземе атмосферата на една планета, но вулканската активност може да ги надополни и атмосферите. Врз основа на нивната густина, знаеме дека многу од светот TRAPPIST-1 веројатно имаат резервоари на соединенија & # 8212 на многу повисоки нивоа од Земјата, всушност & # 8212 што може да ја надополни атмосферата. Првите значајни резултати на JWST за TRAPPIST-1 ќе бидат: Кои светови ја задржаа атмосферата? И, за какви видови на атмосфери станува збор?

Јас & # 8217м тивко оптимистирам дека тие имаат атмосфера поради тие резервоари, кои ние & # 8217 сè уште ги откриваме. Но, јас & # 8217 сум подготвен да бидам изненаден од податоците.

Кои видови сигнали ќе ги бараат JWST и другите опсерватории во атмосферата на егзопланетите TRAPPIST-1? Веројатно најлесниот сигнал за барање ќе биде присуството на јаглерод диоксид.

П: Дали СО2 е биосигнатура?

Не само по себе, и не само од еден сигнал. Јас секогаш им велам на моите студенти & # 8212 изгледаат правилно, погледнете лево. И Венера и Марс имаат атмосфера со високо ниво на СО2, но без живот. Во атмосферата на Земјата и # 8217, нивоата на СО2 се прилагодуваат според нашите сезони. Во пролетта, нивоата се намалуваат додека растенијата растат и го вадат СО2 од атмосферата. На есен, растенијата се распаѓаат и се зголемува CO2. Значи, ако видите сезонски велосипедизам, тоа би можело да биде биосигнатура. Но, сезонските набудувања се многу малку веројатно со JWST.

Наместо тоа, JWST може да бара друга потенцијална биосигнатура, метан гас во присуство на СО2. Метанот нормално треба да има краток век на траење со СО2. Значи, ако ги откриеме обете заедно, веројатно нешто активно произведува метан. На Земјата, најголемиот дел од метанот во нашата атмосфера го произведува животот.

П: Што е со откривање на кислород?

Само кислородот не е биосигнатура. Тоа зависи од неговите нивоа и што друго е во атмосферата. Може да имате атмосфера богата со кислород од губење на океан, на пример: Светлината ги разделува молекулите на водата во водород и кислород. Водородот бега во вселената, а кислородот се таложи во атмосферата.

JWST најверојатно ја освои кислородот од кислородната фотосинтеза и # 8212 биосферата што ја користевме сега. Екстремно големиот телескоп и сродните опсерватории може да бидат во можност, бидејќи тие & # 8217 ќе гледаат во друга бранова должина од JWST, каде што ќе имаат поголеми шанси да видат кислород. JWST ќе биде подобар за откривање на биосфери слични на оние што ги имавме на Земјата пред милијарди години и за разликување помеѓу различните видови на атмосфери.

П: Кои се некои од различните видови на атмосфери што би можеле да ги поседуваат егзопланетите TRAPPIST-1?

Фазата на висока осветленост на џуџето М & # 8217 може да ја одведе планетата кон атмосфера со загаден ефект на стаклена градина, како Венера. Како што реков претходно, може да изгубите океан и да имате атмосфера богата со кислород. Трета можност е да имате нешто повеќе слично на Земјата.

П: Ајде & # 8217-те да зборуваат за таа втора можност. Како JWST може да открие атмосфера богата со кислород, ако може & # 8217 да открие кислород директно?

Убавината на JWST е што може да собере процеси што се случуваат во атмосфера на егзопланета и # 8217. Willе ги собере потписите на судири помеѓу молекулите на кислород, што ќе се случува почесто во атмосфера богата со кислород. Значи, веројатно можеме и # 8217 да не видиме количини на кислород поврзани со фотосинтетичка биосфера. Но, ако остане многу поголема количина кислород од загубата на океанот, веројатно можеме да видиме судири на кислород во спектарот, и тоа & # 8217s веројатно е знак дека егзопланетата изгубила океан.

Значи, JWST е малку веројатно да ни даде убедлив доказ за биосигнатури, но може да обезбеди некои привлечни совети, за кои е потребно дополнително следење и & # 8212 движење напред & # 8212, размислувајќи за нови мисии надвор од JWST. НАСА веќе разгледува нови мисии. Кои би сакале да бидат нивните можности?

Тоа исто така ме доведува до една многу важна точка: науката за егзопланетата е масовно интердисциплинарна. Разбирањето на околината на овие светови бара разгледување на орбитата, составот, историјата и starвездата домаќин & # 8212 и бара внесување на астрономи, геолози, атмосферски научници, elвездени научници. Потребно е навистина село за да се разбере една планета.


Иден телескоп

Во следните децении, веројатно во последниот дел од 2030-тите, астрономите се надеваат дека ќе имаат телескоп што е способен да снима слики и спектри на потенцијално планети слични на Земјата кои опкружуваат sunвезди слични на сонцето.

Професорот по астрономија и астрофизика и коавтор atонатан Фортни, кој е исто така директор на Лабораторијата за други светови на UCSC, рече дека идејата е да се насочат планети слични на оваа планета, што би можел да се случи живот на нив и да ја карактеризираат нивната атмосфера.

Фортни додаде, имало многу дискусии за тоа дали откривањето кислород е доволно знак за живот. Тој исто така рече дека оваа студија навистина се бори за потребата од познавање на контекстот на откривање.

Уште повеќе, кои други молекули се наоѓаат над кислородот, или не се пронајдени, и што зборува за еволуцијата на Земјата.

Што значи, астрономите би сакале телескоп кој е чувствителен на широк опсег на бранови должини за да открие разни видови молекули во атмосферата на една планета.


Метеорите може да инјектираат метан во атмосферите на вонземјанската планета

Метеороидите кои удираат против атмосферата на вонземските светови можат да додадат органски гасови што прават да изгледаат населени со живот, дури и ако не се, велат истражувачите.

Во последниве години, астрономите откриле стотици вонсончеви планети. Многу од овие егзопланети лежат во зони што можат да се населат, зоните околу нивните везди се доволно топли за да може да се задржи течна вода на површината на планетата, зголемувајќи ги надежите дека животот, каков што го знаеме, може да живее на овие далечни светови.

Наб obserудувања од земја и предложено, но откажано вселенско летало, како што е проектот „Дарвин“ на Европската вселенска агенција или Пронаоѓачот на терестријални планети на НАСА, можат да ги скенираат атмосферите на егзопланетите за знаци на вонземски живот. Молекулите секоја апсорбираат специфични видови светлина, што резултира во модели познати како спектри кои им овозможуваат на научниците да идентификуваат кои се молекулите. Некои хемикалии или комбинации на хемикалии може да бидат единствени за животот, каков што го знаеме, и на тој начин може да послужат како силен доказ за вонземјани.

Еден од клучните гасни астробиолози во потрага по вонземски живот би бил кислородот, бидејќи истражувачите често сметаат дека оваа молекула е премногу хемиски реактивна за да остане долго во атмосферата на карпеста планета како Земјата без организми за да може континуирано да се произведува. Друга можност би бил метанот, безбоен, без мирис, запалив органски гас што го произведуваат микробите на Земјата. Гледањето и двајцата заедно во егзопланета атмосфера може да биде особено значаен знак на живот, бидејќи и двајцата вообичаено ќе се отстранат едни од други од атмосферата без нешто како живот за постојано да ги надополнуваат. [6 најдобри точки на сончевиот систем за да се бара живот на вонземјанин]

Метан на Марс

Повеќе од 40 години, на Марс се забележуваа траги на метан, првото органско соединение видено таму. Во последната деценија, истражувачите дури сугерираа дека виделе облаци од метан што може да се формираат над Црвената планета во текот на летните месеци во последната деценија, зголемувајќи ја можноста за минати или дури и постоечки организми само под површината, иако овие откритија остануваат жестоко оспорен.

Иако животот или нуспродуктите на животот се одговорни за скоро целиот метан пронајден во атмосферата на Земјата, тој не е единствениот извор на гас. На пример, вулканизмот може да произведе метан, како и хемиските реакции помеѓу водата, јаглерод диоксидот и минералите.

Друг потенцијален извор на метан се микрометеороидите богати со јаглерод кои создаваат гас бидејќи согорувањето на соединенијата во нив влегува во атмосферата на планетата. На главниот астероиден појас во нашиот сончев систем се случува да доминираат јаглеродни астероиди.

Иако бројот на микрометеороиди кои го погодуваат Марс не би ги објаснило нивоата на метан што се гледа таму, егзопланетите во многу зашеметени системи потенцијално може да имаат произведен доволно метан на овој начин за да дадат лажен атмосферски потпис на животот.

„Ова може да претставува проблем, бидејќи потрагата по живот на овие егзопланети зависи од далечни набудувања, како што е спектроскопската анализа на нивната атмосфера, како што беше користено за откривање на метанот во атмосферата на Марс“, вели истражувачот Ричард Корт, планетарен geologist at Imperial College London. "There is no chance of spacecraft physically visiting these exoplanets many light years away in the foreseeable future."

Past research suggests the only systems likely to possess debris disks dense enough to mimic a methane signature of life are either very young, or systems undergoing a massive set of collisions, such as was the case in our solar system during the Late Heavy Bombardment about 3.9 billion years ago, when millions of rocks cataclysmically blasted Earth and the rest of the inner solar system over a roughly 100-million-year period.

"Astronomers have been able to observe events analogous to the Late Heavy Bombardment occurring in other star systems," Court said.

Methane in meteorites?

To see how much methane carbonaceous micrometeoroids might generate on exoplanets, scientists calculated what an early, dustier version of our solar system was like. Currently Earth receives about 40,000 metric tons of micrometeoroids annually, while Mars sees about 12,000 metric tons. The researchers estimate that during the Late Heavy Bombardment, Earth and Mars saw about 1,000 to 10,000 times more.

During the entire Late Heavy Bombardment, Earth may have received about 33 million billion metric tons of micrometeoroids, while Mars received 1.7 million billion metric tons. This all may be enough for an exoplanet to have enough methane to make it look as if it might have life.

"These are the first people to address exoplanet atmospheres as they relate to micrometeoroids that produce methane upon atmospheric entry — people working with exoplanets hadn't thought of this before, and it's cool and something we should be aware of," said planetary scientist Sara Seager at the Massachusetts Institute of Technology, who did not take part in this study.

Court did caution that they assumed that the chemistry and abundance of the organic matter in micrometeorites falling to Earth is similar to that of micrometeorites in other star systems. "While some differences are inevitable, it is likely to be a reasonable assumption, because a search for evidence of life on planets outside the solar system will naturally seek to investigate a star system as similar as possible to ours," he said.

So far astronomers have detected a number of exoplanetary systems that may possess both planets and debris disks. One example may include Gliese 581 about 20 light-years from Earth, which has one and maybe two "super-Earths" — rocky planets larger than our own that can reach up to 10 times Earth's mass — around the red dwarf of the system's habitable zone.

"As we observe more star systems, it will be possible to apply our work to more extrasolar planets," Court said.

Court and his colleague Mark Sephton detailed their findings online Sept. 6 in the journal Planetary and Space Science.

This story was provided by Astrobiology Magazine, a web-based publication sponsored by the NASA astrobiology program.


The researchers carefully simulated the atmospheric chemistry of alien worlds or exoplanets devoid of life thousands of times over a period of more than four years, varying the atmospheric compositions and star types.

Astronomers searching the atmospheres of alien worlds or exoplants for gases that might be produced by life can’t rely on the detection of just one type, such as oxygen, ozone, or methane, because in some cases these gases can be produced non-biologically, according to extensive simulations by researchers in the NASA Astrobiology Institute’s Virtual Planetary Laboratory.

The researchers carefully simulated the atmospheric chemistry of alien worlds or exo planets devoid of life thousands of times over a period of more than four years, varying the atmospheric compositions and star types. “When we ran these calculations, we found that in some cases, there was a significant amount of ozone that built up in the atmosphere, despite there not being any oxygen flowing into the atmosphere,” said Shawn Domagal-Goldman of NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. “This has important implications for our future plans to look for life beyond Earth.”

Methane is a carbon atom bound to four hydrogen atoms. On Earth, much of it is produced biologically (flatulent cows are a classic example), but it can also be made inorganically for example, volcanoes at the bottom of the ocean can release the gas after it is produced by reactions of rocks with seawater.

Ozone and oxygen were previously thought to be stronger biosignatures on their own. Ozone is three atoms of oxygen bound together. On Earth, it is produced when molecular oxygen (two oxygen atoms) and atomic oxygen (a single oxygen atom) combine, after the atomic oxygen is created by other reactions powered by sunlight or lightning. Life is the dominant source of the molecular oxygen on our planet, as the gas is produced by photosynthesis in plants and microscopic, single-cell organisms. Because life dominates the production of oxygen, and oxygen is needed for ozone, both gases were thought to be relatively strong biosignatures. But this study demonstrated that both molecular oxygen and ozone can be made without life when ultraviolet light breaks apart carbon dioxide (a carbon atom bound to two oxygen atoms). Their research suggests this non-biological process could create enough ozone for it to be detectable across space, so the detection of ozone by itself would not be a definitive sign of life.

“However, our research strengthens the argument that methane and oxygen together, or methane and ozone together, are still strong signatures of life,” said Domagal-Goldman. “We tried really, really hard to make false-positive signals for life, and we did find some, but only for oxygen, ozone, or methane by themselves.” Domagal-Goldman and Antígona Segura from the Universidad Nacional Autónoma de México in Mexico City are lead authors of a paper about this research, along with astronomer Victoria Meadows, geologist Mark Claire, and Tyler Robison, an expert on what Earth would look like as an extrasolar planet. The paper appeared in the Astrophysical Journal Sept. 10, and is available online.

Methane and oxygen molecules together are a reliable sign of biological activity because methane doesn’t last long in an atmosphere containing oxygen-bearing molecules. “It’s like college students and pizza,” says Domagal-Goldman. “If you see pizza in a room, and there are also college students in that room, chances are the pizza was freshly delivered, because the students will quickly eat the pizza. The same goes for methane and oxygen. If both are seen together in an atmosphere, the methane was freshly delivered because the oxygen will be part of a network of reactions that will consume the methane. You know the methane is being replenished. The best way to replenish methane in the presence of oxygen is with life. The opposite is true, as well. In order to keep the oxygen around in an atmosphere that has a lot of methane, you have to replenish the oxygen, and the best way to do that is with life.”

Scientists have used computer models to simulate the atmospheric chemistry on planets beyond our solar system (exoplanets) before, and the team used a similar model in its research. However, the researchers also developed a program to automatically compute the calculations thousands of times, so they could see the results with a wider range of atmospheric compositions and star types.

In doing these simulations, the team made sure they balanced the reactions that could put oxygen molecules in the atmosphere with the reactions that might remove them from the atmosphere. For example, oxygen can react with iron on the surface of a planet to make iron oxides this is what gives most red rocks their color. A similar process has colored the dust on Mars, giving the Red Planet its distinctive hue. Calculating the appearance of a balanced atmosphere is important because this balance would allow the atmosphere to persist for geological time scales. Given that planetary lifetimes are measured in billions of years, it’s unlikely astronomers will happen by chance to be observing a planet during a temporary surge of oxygen or methane lasting just thousands or even millions of years.

It was important to make the calculations for a wide variety of cases, because the non-biological production of oxygen is subject to both the atmospheric and stellar environment of the planet. If there are a lot of gases that consume oxygen, such as methane or hydrogen, then any oxygen or ozone produced will be destroyed in the atmosphere. However, if the amount of oxygen-consuming gases is vanishingly small, the oxygen and the ozone might stick around for a while. Likewise, the production and destruction of oxygen, ozone, and methane is driven by chemical reactions powered by light, making the type of star important to consider as well. Different types of stars produce the majority of their light at specific colors. For example, massive, hot stars or stars with frequent explosive activity produce more ultraviolet light. “If there is more ultraviolet light hitting the atmosphere, it will drive these photochemical reactions more efficiently,” said Domagal-Goldman. “More specifically, different colors (or wavelengths) of ultraviolet light can affect oxygen and ozone production and destruction in different ways.”

Astronomers detect molecules in exoplanet atmospheres by measuring the colors of light from the star the exoplanet is orbiting. As this light passes through the exoplanet’s atmosphere, some of it is absorbed by atmospheric molecules. Different molecules absorb different colors of light, so astronomers use these absorption features as unique “signatures” of the type and quantity of molecules present.

“One of the main challenges in identifying life signatures is to distinguish between the products of life and those compounds generated by geological processes or chemical reactions in the atmosphere. For that we need to understand not only how life may change a planet but how planets work and the characteristics of the stars that host such worlds,” said Segura.

The team plans to use this research to make recommendations about the requirements for future space telescopes designed to search exoplanet atmospheres for signs of alien life. “Context is key — we can’t just look for oxygen, ozone, or methane alone,” says Domagal-Goldman. “To confirm life is making oxygen or ozone, you need to expand your wavelength range to include methane absorption features. Ideally, you’d also measure other gases like carbon dioxide and carbon monoxide [a molecule with one carbon atom and one oxygen atom]. So we’re thinking very carefully about the issues that could trip us up and give a false-positive signal, and the good news is by identifying them, we can create a good path to avoid the issues false positives could cause. We now know which measurements we need to make. The next step is figuring out what we need to build and how to build it.”

The research was funded in part by the NASA Astrobiology Institute’s (NAI) Virtual Planetary Laboratory (VPL). The NAI is administered by NASA’s Ames Research Center in Mountain View, California, and funded as part of the NASA Astrobiology Program at NASA Headquarters, Washington. The VPL is based at the University of Washington, and comprises researchers at 20 institutions working to understand how telescopic observations and modeling studies can determine if exoplanets are able to support life, or had life in the past. Additional support for the research was provided by the NASA Postdoctoral Program, managed by Oak Ridge Associated Universities.

The team represented an international collaboration that included researchers from NASA Goddard, NASA Ames, the NAI/VPL, the Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico the University of St. Andrews, St. Andrews, Scotland and the University of Washington, Seattle.


Oxygen flooded Earth’s atmosphere earlier than thought

OXYGEN&rsquoS ORIGINS The rise of oxygen in Earth&rsquos atmosphere and oceans, known as the Great Oxidation Event, began around 100 million years earlier than previously thought, new research suggests. The oxygen&rsquos presence left a mark in the geologic record, such as this 2.1-billion-year-old banded iron formation.

André Karwath aka Aka/Wikimedia Commons (CC BY-SA 2.5)

Споделете го ова:

February 6, 2017 at 4:45 pm

The breath of oxygen that enabled the emergence of complex life kicked off around 100 million years earlier than previously thought, new dating suggests.

Previous studies pegged the first appearance of relatively abundant oxygen in Earth’s atmosphere, known as the Great Oxidation Event, or GOE, at a little over 2.3 billion years ago. New dating of ancient volcanic outpourings, however, suggests that oxygen levels began a wobbly upsurge between 2.460 billion and 2.426 billion years ago, researchers report the week of February 6 in Proceedings of the National Academy of Sciences.

That time difference is a big deal, says study coauthor and sedimentary geologist Andrey Bekker of the University of California, Riverside. The new date shakes up scientists’ understanding of the environmental conditions that led to the GOE, which prompted the evolution of oxygen-dependent life-forms called eukaryotes. Voluminous volcanic eruptions at the time poured fresh rock over a supercontinent near the equator, and the planet dipped into a frigid period known as a Snowball Earth.

A similar series of geologic events around 700 million years ago coincided with a second rise of oxygen, to near-modern levels, and some eukaryotes evolving into the first animals. Both oxygen upswings pushed life toward complexity and the ultimate emergence of humans, Bekker says. “For the first time, we see parallels between these two time intervals,” he says.

Sign Up For the Latest from Науки вести

Headlines and summaries of the latest Науки вести articles, delivered to your inbox

Oxygen-producing microbes probably first appeared more than 3 billion years ago (SN Online: 9/8/15) But oxygen remained scant until the GOE when, for unknown reasons, atmospheric concentrations of the gas rose from near zero to around 0.1 percent of modern levels.

Dating the GOE’s start has been tricky, though, because few rocks from back then remain. Geologist Ashley Gumsley of Lund University in Sweden, Bekker and colleagues studied ancient volcanic rocks from South Africa that neighbor a layer of minerals that could have formed only in the presence of oxygen. Using an old technique, geologists had previously determined those volcanic rocks to be from around 2.222 billion years ago, well after the GOE’s start.

Applying modern techniques that measure the gradual decay of radioactive uranium in the rocks, the researchers revised the volcanism’s timing to about 2.426 billion years ago. That new date — plus a separate volcanic eruption previously dated to around 2.460 billion years ago that clearly happened before the oxygen rise — helps constrain the potential GOE start date.

The GOE isn’t the only global event to have its timeline tweaked. The oldest known evidence of global glaciation, called a Snowball Earth, lies underneath and alongside the South African rocks. The new eruption dating pushes that Snowball Earth event earlier as well — to around the same time as the start of the GOE.

The oxygen rise and the temperature drop may have been related, the researchers propose.

The new data and existing chemical evidence suggest that oxygen levels during the GOE wavered between pitiful and plentiful several times, rather than steadily rising (SN: 2/18/17, p. 16) (Oxygen concentrations stabilized around 2.250 billion years ago and remained largely unchanged until levels rose again more than a billion years later.) These oscillations coincided with Snowball Earths and volcanic eruptions, Gumsley says.

Climate, oxygen and volcanism were intertwined during the GOE, the researchers propose. Volcanic eruptions covered the supercontinent with fresh rock. That rock formed near the equator where heavy precipitation weathered the rock, drawing carbon dioxide from the air and washing nutrients into the ocean. Those nutrients nourished photosynthetic microbes, which produced an abundance of oxygen. Oxygen built up in the atmosphere and reacted with methane, reducing levels of that greenhouse gas (SN: 10/29/16, p. 17).

With less CO2 and methane warming the climate, Earth froze and oxygen-producing biological activity decreased. The ongoing volcanism spewed replacement CO2 into the atmosphere over time and eventually reheated the planet.

“This is further evidence that oxygen’s history has really been a roller coaster ride rather than a unidirectional rise,” says Yale University geochemist Noah Planavsky. While he’s uncertain about the role rock weathering played in controlling ancient oxygen levels, Planavsky believes the new age will allow scientists to delve into the question of why the GOE began when it did. “Without dates,” he says, it’s impossible “to have any real grounding to tackle these problems.”

Questions or comments on this article? E-mail us at [email protected]

A version of this article appears in the March 4, 2017 issue of Науки вести.


A new ‘atmospheric disequilibrium’ could help detect life on other planets

As NASA’s James Webb Space Telescope and other new giant telescopes come online they will need novel strategies to look for evidence of life on other planets. A University of Washington study has found a simple approach to look for life that might be more promising than just looking for oxygen.

Future telescopes like the James Webb Space Telescope (right) will observe the atmospheres of distant planets to seek evidence of life. Earth (top left) has several gases in its atmosphere that reveal the presence of life, primarily oxygen and ozone. The new study finds that for the early Earth (bottom left), the combination of abundant methane and carbon dioxide would provide an alternative sign of life. NASA/Wikimedia Commons/Joshua Krissansen-Totton

The paper, published Jan. 24 in Science Advances, offers a new recipe for providing evidence that a distant planet harbors life.

“This idea of looking for atmospheric oxygen as a biosignature has been around for a long time. And it’s a good strategy — it’s very hard to make much oxygen without life,” said corresponding author Joshua Krissansen-Totton, a UW doctoral student in Earth and space sciences. “But we don’t want to put all our eggs in one basket. Even if life is common in the cosmos, we have no idea if it will be life that makes oxygen. The biochemistry of oxygen production is very complex and could be quite rare.”

The new study looks at the history of life on Earth, the one inhabited planet we know, to find times where the planet’s atmosphere contained a mixture of gases that are out of equilibrium and could exist only in the presence of living organisms — anything from pond scum to giant redwoods. In fact, life’s ability to make large amounts of oxygen has only occurred in the past one-eighth of Earth’s history.

By taking a longer view, the researchers identified a new combination of gases that would provide evidence of life: methane plus carbon dioxide, minus carbon monoxide.

“We need to look for fairly abundant methane and carbon dioxide on a world that has liquid water at its surface, and find an absence of carbon monoxide,” said co-author David Catling, a UW professor of Earth and space sciences. “Our study shows that this combination would be a compelling sign of life. What’s exciting is that our suggestion is doable, and may lead to the historic discovery of an extraterrestrial biosphere in the not-too-distant future.”

The paper looks at all the ways that a planet could produce methane — from asteroid impacts, outgassing from the planet’s interior, reactions of rocks and water — and finds that it would be hard to produce a lot of methane on a rocky, Earth-like planet without any living organisms.

If methane and carbon dioxide are detected together, especially without carbon monoxide, that’s a chemical imbalance that signals life. The carbon atoms in the two molecules represent opposite levels of oxidation. Carbon dioxide holds as many oxygen molecules as it can, while the carbon in methane lacks oxygen and instead has oxygen’s chemical adversary, hydrogen.

“So you’ve got these extreme levels of oxidation. And it’s hard to do that through non-biological processes without also producing carbon monoxide, which is intermediate,” Krissansen-Totton said. “For example, planets with volcanoes that belch out carbon dioxide and methane will also tend to belch out carbon monoxide.”

What’s more, carbon monoxide tends not to build up in the atmosphere of a planet that harbors life.

“Carbon monoxide is a gas that would be readily eaten by microbes,” Krissansen-Totton said. “So if carbon monoxide were abundant, that would be a clue that perhaps you’re looking at a planet that doesn’t have biology.”

The authors agree that oxygen is a good way to look for signs of life, but think that this new combination is at least as likely to pop up through the new telescopes’ sights.

“Life that makes methane uses a simple metabolism, is ubiquitous, and has been around through much of Earth’s history,” Krissansen-Totton said. “It’s an easy thing to do so it’s potentially more common than oxygen-producing life. This is definitely something we should be looking for as new telescopes come online.”

The other co-author is Stephanie Olson at the University of California, Riverside. The research was funded by NASA.


Do Exoplanets with Oxygen Mean Alien Life? Not so Fast.

T he discovery of life on another world would be a monumental moment in the history of human civilization. The most likely way we will, one day, find alien life will be discovering chemical markers of life in the atmosphere of planets orbiting distant stars.

One of these markers is oxygen, which currently makes up a little over 20 percent of the atmosphere of our own world. However, our own world held onto relatively little oxygen until 2.4 billion years ago, when oxygen-producing cyanobacteria filled the atmosphere with the gas, leading to the first widespread extinction — the Great Oxidation event. Many lifeforms on Earth today, including human beings, are now dependent on this life-giving gas.

“Oxygen is a promising exoplanet biosignature due to the evolutionary advantage conferred by harnessing starlight for photosynthesis, and the apparent low likelihood of maintaining oxygen‐rich atmospheres without life,” researchers explained in an article published in the journal AGU Advances.

Ollie Ollie Exoplanet!

There are three scenarios through which we might discover life. The first of these, and the least likely, is the arrival on our planet of members of an intelligent civilization in spacecraft. The second means of finding life would be the detection of an intelligent signal from another world, most likely through radio waves. The most-likely scenario would be the discovery of gases, like large quantities of oxygen, methane, or phosphine, in the atmosphere of an alien world.




The James Webb Space Telescope should soon become the latest planet hunter in the search for exoplanets — some of which might be home to life. We talk with Scott Lambros, NASA’s instrument systems manager on this revolutionary observatory in space. Видео кредит: Космичкиот придружник

A new study from researchers at UC Santa Cruz highlights the need for an array of next-generation telescopes capable of searching exoplanets for multiple, independent, signs of life.

“This is useful because it shows there are ways to get oxygen in the atmosphere without life, but there are other observations you can make to help distinguish these false positives from the real deal. For each scenario, we try to say what your telescope would need to be able to do to distinguish this from biological oxygen,” Joshua Krissansen-Totton, a Sagan Fellow in the Department of Astronomy and Astrophysics at UC Santa Cruz (UCSC), explains.

Researchers hope that in the next 15 years or so, one or more telescopes in space will be capable of directly imaging exoplanets orbiting other stars, and studying the chemical makeup of their atmospheres. Such study could provide multiple means to detect life on other worlds, providing additional evidence for the discovery.

“There has a been a lot of discussion about whether detection of oxygen is ‘enough’ of a sign of life. This work really argues for needing to know the context of your detection. What other molecules are found in addition to oxygen, or not found, and what does that tell you about the planet’s evolution?” Jonathan Fortney, professor of astronomy and astrophysics at UCSC stated.

A look at how young magma planets could evolve into oxygen-rich worlds either with or without life. Image credit: J. Krissansen-Totton

A series of simulations of theoretical exoplanets showed how exoplanets with oxygen could develop in the absence of life. The chemical makeup of these virtual worlds varied greatly depending on the presence of volatiles — those chemicals that are easily driven off worlds by heat and pressure from a nearby star.

“If you run the model for Earth, with what we think was the initial inventory of volatiles, you reliably get the same outcome every time — without life you don’t get oxygen in the atmosphere. But we also found multiple scenarios where you can get oxygen without life,” Krissansen-Totton said.

Oxygen can build up in planetary atmospheres without life by chemical processes. For instance, water in the upper atmosphere of an exoplanet could interact with ultraviolet light from its sun, splitting the water into hydrogen and oxygen. Hydrogen would quickly escape into space, leaving oxygen behind.

Turning Up the Heat

Other processes, both chemical and geological, could convert these molecules into other products, reducing quantities of the gas on exoplanets with oxygen.

Oh yeah, I need steam… Feel the steam all around me
Ah you’re turning up the heat… When I start to dream aloud
See you move your hands and feet… Won’t you step into this cloud of steam” — “Steam” Peter Gabriel

However, simulations showed Earth-like planets containing more water than our world will develop oceans far more vast than our own. The enormous pressures of these oceans would shut down geological processes, preventing oxygen from being absorbed into the planet, increasing levels of oxygen in the atmosphere.




Exploring extreme exoplanets with Dr. Lauren Weiss from the University of Hawaii. Видео кредит: Космичкиот придружник

The opposite case — exoplanets are lacking in water — can result in conditions where a surface of molten magma quickly freezes, leaving vast amounts of water in the air, in the form of a “steam atmosphere.” Once this water vapor meets with ultraviolet light, and hydrogen escapes to space, atmospheric oxygen would be left behind.

“On Earth, once water condensed on the surface, escape rates were low. But if you retain a steam atmosphere after the molten surface has solidified, there’s a window of about a million years when oxygen can build up because there are high water concentrations in the upper atmosphere and no molten surface to consume the oxygen produced by hydrogen escape,” Krissansen-Totton said.

A third scenario examined planets containing more carbon dioxide than Earth, leading to a runaway greenhouse effect. Temperatures on these worlds would remain too high for water to ever condense out of the atmosphere, driving up oxygen levels on worlds too hot to sustain life.

Examining geological and chemical processes on exoplanets shows how alien worlds could hold on to large quantities of oxygen without life. And, how a new generation of telescopes could discover life on distant exoplanets with oxygen.

Jamesејмс Мејнард

Jamesејмс Мејнард е основач и издавач на „Космичкиот придружник“. Тој е роден во Нова Англија, пустински стаорец во Тусон, каде што живее со неговата убава сопруга, Никол и Мачката Макс.

Quasar Jets – What’s in the Heart of 3C 279?

All the Gold in the Universe – Amanda Karakas and Chiaki Kobayashi – The Cosmic Companion Oct. 6, 2020

The Oceans of Europa may be Habitable

One thought on &ldquo Do Exoplanets with Oxygen Mean Alien Life? Not so Fast. & rdquo

Претстојни гости

29 јуни (s4 / e26): Алиса Милс, дипломиран практикант во JPL, зборува за најголемата месечина во Сончевиот систем, Ганимед.

6 јули (s5 / e1): СЕЗОНА ПЕТ ПРЕМЕРА! Автор на бестселери во Newујорк Тајмс, Ерл Свифт, автор на Низ безвоздушните диви, првата голема историја на Месечината кабриолет на НАСА.

13 јули (s5 / e2):

Стела Кафка, извршен директор на Американската асоцијација на набversудувачи на променливи Starвезди, зборува за Бетелгејз.

20 јули (s5 / e3):

Offеф Ноткин, домаќин на Метеоритни мажи на каналот „Наука“ и претседател на Националното вселенско друштво, разговара со метеорити.

27 јули (s5 / e4):

Членката на CHIME, Кејтлин Шин, студентка на МИТ, објасни брзи радио-рафали (FRB)

3 август (s5 / e5):

Настава наука на децата со Стефани Рајан, автор на & # 8220Да научиме хемија & # 8221

Претплатете се на нашиот билтен!

Да! Пријавете се за билтенот Космички придружник!

Благодарност

& # 8220 Никој не ја сака астрономијата таму, а вие & # 8217 сте во средина на тоа, затоа продолжете така. & # 8221 & # 8211 Нил деГрас Тајсон

& # 8220Емисијата е одличен начин да бидете во чекор со новите откритија во вселенските науки. Може директно да се слушне од научниците на лесен за разбирање јазик. & # 8221- Д-р Димитра Атри, NYујорк Абу Даби

Вашата страница е одлична и мислам дека вашите видеа се прекрасни. & # 8221 & # 8211


Погледнете го видеото: КИСЛОРОДНАЯ ПОДДЕРЖКА ПАЦИЕНТА: ЧТО ВАЖНО ЗНАТЬ? (Декември 2022).