외계 행성의 산소가 항상 생명체의 존재를 의미하는 것은 아닙니다.

다른 행성에서 생명체를 찾을 때, 행성 대기에 산소가 존재하는 것은 미래 망원경으로 감지 할 수있는 생물학적 활동의 잠재적 징후 중 하나입니다. 그러나 새로운 연구는 태양과 같은 별 주위에 생명이없는 암석 행성이 대기 중에 산소를 갖도록 진화 할 수있는 몇 가지 시나리오를 설명합니다.

AGU Advances에 발표 된 새로운 결과는 산소를 감지하는 것 외에도 행성 환경을 특성화하고 생명에 대한 여러 줄의 증거를 찾을 수있는 차세대 망원경의 필요성을 강조합니다.

연구 저자 인 Joshua Chrissansen은“이것은 생명이없는 대기에서 산소를 얻을 수있는 방법이 있다는 것을 보여주기 때문에 유용하지만 이러한 오 탐지를 실제 생활과 구별하는 데 도움이되는 다른 관찰이 있습니다. "각 시나리오에 대해 우리는 망원경이 일반적인 산소와 생물학적 산소를 구별하기 위해 무엇을해야하는지 알려줍니다."

다가오는 수십 년 동안, 아마도 2030 년대 말까지 천문학 자들은 태양과 같은 별 주위에서 잠재적으로 지구와 같은 행성의 스펙트럼과 직접적인 이미지를 포착 할 수있는 망원경을 갖기를 희망합니다.

공동 저자 인 천문학 및 천체 물리학 교수이자 UCLA의 다른 세계 연구소 소장 인 Jonathan Fortney는 생명체가 발생하고 대기를 특성화 할 수 있도록 지구와 충분히 유사한 행성을 표적으로 삼는 것이 아이디어라고 말했습니다. ...

“산소를 찾는 것이 생명의 '충분한'신호인지에 대해 많은 논의가있었습니다. “이 작업은 발견의 맥락을 알아야 할 필요성을 실제로 증명합니다. 산소 외에 어떤 다른 분자가 발견되었거나 발견되지 않았으며, 이것이 행성의 진화에 대해 무엇을 알려 줍니까? "

이것은 천문학 자들이 행성 대기에서 다양한 유형의 분자를 감지하기 위해 광범위한 파장에 민감한 망원경이 필요하다는 것을 의미합니다.

연구진은 녹은 기원에서 시작하여 수십억 년의 냉각 및 지구 화학적주기를 거치는 암석 행성의 진화에 대한 상세한 종단 간 계산 모델을 기반으로 연구 결과를 기반으로했습니다. 연구진은 모델 행성에서 휘발성 물질의 초기 공급을 변경함으로써 놀랍도록 광범위한 결과를 얻었습니다.

고 에너지 자외선이 대기 상부의 물 분자를 수소와 산소로 분해 할 때 산소가 지구 대기에 축적되기 시작할 수 있습니다. 가벼운 수소는 바람직하게는 우주로 빠져 나가 산소를 남깁니다.

다른 공정은 대기에서 산소를 제거 할 수 있습니다. 예를 들어, 녹은 암석에서 탈기 과정에서 방출되는 일산화탄소와 수소는 산소와 반응하며 암석의 풍화 작용도 산소를 흡수합니다. 이들은 연구자들이 암석 행성의 지구 화학적 진화 모델에 통합 한 몇 가지 과정에 불과합니다.

Joshua Chrissansen은“우리가 휘발성 물질의 초기 공급이라고 생각하는 지구 모델을 실행하면 매번 동일한 결과를 얻을 수 있습니다. 생명이 없으면 대기 중에 산소가 공급되지 않습니다. "그러나 우리는 또한 생명없이 산소를 얻을 수있는 몇 가지 시나리오를 발견했습니다."

예를 들어, 지구와 비슷하지만 더 많은 물로 시작하는 행성은 지각에 엄청난 압력을 가하는 매우 깊은 바다를 갖게 될 것입니다. 이것은 대기에서 산소를 제거하는 암석의 녹거나 풍화와 같은 모든 과정을 포함하여 지질 활동을 효과적으로 중지시킵니다.

반대의 경우, 행성이 상대적으로 적은 물로 시작될 때, 원래 녹은 행성의 마그마 표면은 물이 대기에 남아있는 한 빠르게 굳을 수 있습니다. 이“증기 성 대기”는 물이 분해되고 수소가 방출 될 때 산소가 축적 될 수 있도록 상부 대기에 충분한 물을 넣습니다.

"전형적인 순서는 마그마의 표면이 표면의 바다로의 물의 응축과 동시에 응고되는 것입니다."Joshua Chrissansen이 말했습니다. “지구에서는 물이 표면에 응축되었을 때 누수율이 낮았습니다. 그러나 녹은 표면이 응고 된 후 증기 분위기를 유지하면 산소가 축적 될 수있는 약 백만년의 창이 있습니다. 왜냐하면 상층 대기에는 물의 농도가 높고 생성 된 산소를 소비 할 녹은 표면이 없기 때문입니다. 수소 방출.”

대기 중 산소로 이어질 수있는 세 번째 시나리오는 지구와 비슷하지만 이산화탄소 대 물의 비율이 더 높은 행성을 포함합니다.