Ученые показали, когда в атмосфере безжизненных планет может появиться кислород
Обнаружить жизнь на экзопланете не так-то просто. Теперь у астрофизиков появилось новое препятствие не пути к этому — оказалось, что кислород в атмосфере многих скалистых планет может возникнуть вовсе не благодаря живым организмам
При поиске признаков жизни на других планетах кислород может быть одним из главных сигналов для ученых. Считается, что наравне с метаном, этот газ является одним из главных биомаркеров при исследовании атмосферы экзопланет при помощи спектроскопических методов. Однако новые исследования показывают, что присутствие O2 не всегда говорит о наличии на небесном теле живых организмов.
В своей работе исследователи создали вычислительную модель эволюции скалистых планет, которая описывала все происходящие на небесном теле процессы начиная с его зарождения и заканчивая несколькими миллиардами лет спустя, когда планета прошла стадии охлаждения и стала стабильнее. Варьируя начальный запас летучих элементов на своих модельных планетах, исследователи получили удивительно широкий диапазон результатов.
Кислород может начать накапливаться в атмосфере небесного тела, когда высокоэнергетическое ультрафиолетовое излучение расщепляет молекулы воды в верхних слоях атмосферы на H2 и O2. Легкий водород по большей части улетучивается в космос, а кислород остается в атмосфере. В результате других процессов O2 может выветриться из атмосферы. Например, окись углерода и водород, выделяющиеся при газообразовании из расплавленной породы, могут вступать в реакцию с кислородом, связывая его, или газ может поглощать сама порода. Это лишь некоторые из процессов, которые исследователи включили в свою модель.
Одно из смоделированных учеными небесных тел было похоже на Землю, но имело большее количество воды. В конечном итоге оно стало планетой с огромным океаном, который оказывал большое давление на кору. Из-за этого вся геологическая активность, а также связанные с ней процессы поглощения кислорода, остановились. В противоположном случае, когда у планеты изначально было относительно небольшое количество воды, ее магматическая поверхность быстро замерзла, а вода осталась в атмосфере и, попав в верхние слои, расщепилась на водород и кислород.
Исследование опубликовано в журнале AGU Advances.