생명은 외계 행성의 대기에 메탄이 ​​존재하는 가장 가능성이 높은 이유입니다

제임스 웹 슈퍼 파워 우주 망원경은 내년에 출시 될 예정입니다. 배치되고 Earth-Sun Lagrange의 지점 2에 위치하자마자 작업을 시작합니다. 그의 임무 중 하나는 외계 행성의 대기를 탐색하고 생체 서명을 찾는 것입니다.

이것은 매우 간단한 작업처럼 보일 수 있습니다. 현실은 훨씬 더 복잡하지만 산소를 찾을 때까지 대기를 스캔하십시오. 사실, 산소의 존재가 항상 신뢰할 수있는 것은 아닙니다.

산소는 생명의 신호를 찾을 때 행성의 대기에서 찾아야 할 명백한 것 같지만 그렇지 않습니다. 그것의 존재 여부는 신뢰할 수있는 지표가 아닙니다. 지구의 역사는 이것을 분명히 보여줍니다.

오늘날 지구의 ​​대기에는 약 21 %의 산소가 포함되어 있으며 과학자들은 대부분의 산소가 행성 바다의 유기체에서 나온다는 것을 알고 있습니다. 하지만 한 가지 문제가 있습니다. 고대 지구의 시아 노 박테리아가 광합성의 부산물로 산소를 생산하기 시작했을 때, 행성 대기가 산소로 포화되기까지 수십억 년이 걸렸습니다.

우리가 외계 행성을 탐사하고 산소를 발견하지 못한 다음이 세상의 산소화가 시작될 때 생명체가 있다는 사실을 깨닫지 못하고 계속 나아가면 어떨까요? 우리가 10 억년 전이고 생명체가 아직 외계 행성의 대기에 산소를 공급하지 않았다면 어떨까요? 암석 행성에는 많은 산소 제거제가 있으며 생물학적으로 생성 된 산소는 이러한 제거제가 산소로 포화 될 때까지 대기에서 자유롭지 않습니다.

이것은 지구에서 일어난 일이며 다른 암석 세계에서 일어날 수있는 일입니다. 지구상에서는 지질 활동으로 인해 마그마가 맨틀에서 지각으로 올라갑니다. 철과 같은 맨틀에있는 대부분의 물질은 대기 중 산소와 결합하여 대기에서 배출합니다.

이것이 행성 과학자들이 메탄 (CH4)과 같은 다른 것에 초점을 맞추고있는 이유 중 하나입니다. 새로운 기사에서 연구자들은 생물학적 활동을 알리는 메탄의 능력을 조사했습니다. 그들은 지구 대기의 메탄이 화산에서 나올 가능성이 낮으며 생물학적 기원 일 가능성이 높다고 말합니다.

먼 외계 행성의 대기에서 메탄과 같은 잠재적 인 생체 서명을 찾는 것은 쉽지 않습니다. 그러나 메탄과 같은 것이 발견 되 자마자 더 많은 노력이 기다리고 있습니다. 그 존재는 행성 자체의 맥락에서 조사되어야합니다.

Biosignature 연구원은 James Webb 우주 망원경의 발사를 멍하니 기다리지 않습니다. 그들은 망원경으로 생체 서명을 감지하는 것에 대해 많이 생각했습니다. 과학자들은 비평 형 상태에서 메탄과 이산화탄소가 풍부한 행성 대기가 강력한 생체 신호가 될 수 있다고 제안했습니다. 그들의 기사에서 저자들은 "... 비 생물학적 CH4 및 CO2의 가능성과 관련된 맥락 적 단서를 조사한 연구는 거의 없다"고 지적합니다. 이 경우 비 생물학적이란 화산을 의미합니다.

저자들은 지구와 같은 행성에서 화산 마그마가 탈기되면 CH4와 CO2가 대기로 방출 될 수 있는지 여부를 조사하기 위해 열역학적 모델을 사용하기를 원했습니다. 사실 그들은 화산이 생물학적 공급원과 같은 양의 메탄을 생산할 가능성이 낮다는 것을 발견했습니다. 이것은 불가능하지는 않지만 거의 불가능합니다.

이것은 주로 수소가 마그마에 남아 있기를 "좋아"하기 때문입니다. H2O는 마그마에서 잘 용해되어 방출되는 H의 양을 제한하므로 행성 대기에서 CH4의 양을 제한합니다. 또 다른 이유는 저온 마그마가 CH4 가스를 진화시키는 데 필요하지만 대부분의 지구 마그마는 더 높은 온도에 있기 때문입니다.

저자들은 화산 활동이 다량의 메탄을 생성 할 수있는 놀라운 경우에 이산화탄소도 생성한다는 사실을 발견했습니다. 고대 Archean 지구는 현대 지구보다 훨씬 더 화산 활동이 많았습니다. Archean eon 동안 지구의 열유속은 지금보다 3 배 더 컸습니다.

연구에 따르면 현대 지구보다 25 배 더 많은 마그마와 훨씬 더 많은 메탄을 생산할 수 있습니다. 그러나이 모든 메탄을 생산하는 동일한 활동은 또한 훨씬 더 많은 이산화탄소를 생산할 것입니다. 저자가 지적했듯이 이것은 탐지 가능한 오 탐지 결과입니다. 그러나 수반되는 양의 CO2없이 다량의 메탄이 발견되면 이것은보다 신뢰할 수있는 생체 특징입니다.

저자들은 적어도 지구와 유사한 행성에 대해 생물학적 공급원에 의존하지 않고 메탄과 이산화탄소의 검출을 설명하는 것은 어려울 것이라고 말합니다. 그들은 또한 대기에서 발견되는 적거나 무시할 수있는 양의 일산화탄소가 CH4 + CO2 생물 특성을 향상 시킨다는 결론을 내 렸습니다. ".

결론적으로, 연구자들은 그들의 모든 작업이 우리 태양계의 지구와 다른 행성에 대해 우리가 알고있는 것에 기반을두고 있다고 경고합니다.