Diğer dünyalarda yaşam arayışı, atmosferlerinin kimyasını gözden geçirmek için bir yola ihtiyaç duyar. Başka bir tür dünyayı yaşamı aramak için gözlemlediyse, atmosferde “sigara silahı” kimyası ararlardı. Bitkiler ve bazı bakteriler tarafından fotosentez yoluyla oluşturulduğu için oksijen aramayı içerir. Dolayısıyla, anahtar dış gezegenlerde yaşama bağlı kimyasal “sinyaller” aramaktır.
James Webb Uzay Teleskopu (JWST), başka bir yerde yaşam arayışında yeni yollar açarak dış gezegen atmosferleri inceledi. Bu ve diğer güçlü gözlemcilerle, bilim adamları yaşam arayışına ince ayar yapmak ve nerede olmadığını belirlemek için araçlar kazanıyorlar. Bununla birlikte, atmosferimizdeki oksijen gazının yanı sıra, kesinlikle “İşte hayat!” diğer dünyalarda.
Belki “Kutsal Kâse” tek imzasını aramak doğru yaklaşım değildir. Yayınlanan yeni bir makalede Gezegen Bilimleri DergisiAraştırmacılar, ileriye dönük en iyi yolun, bir gezegenin atmosferindeki kimyasalların etkileşimini izlemek, “bilmediğimiz gibi hayatı” bulabilecek bir sistem geliştirmek olduğunu öneriyorlar. Bunun nedeni, diğer gezegenlerin dünyadaki bildiklerimiz gibi olmayan yaşam formları geliştirmiş olabileceği durumlar olabilir.
Ağ yaklaşımı almak
Oksijeni yaşamın varlığı için asal bir sinyal olarak kullanmanın yanı sıra, Dünya deneyimine dayalı olarak bildiğimiz yaşamı sinyal veren başka kimyasallar da vardır. Bunlardan biri, burada yeryüzünde yaşam formları tarafından üretilen metandır. Bununla birlikte, burada büyük miktarlarda ve dış güneş sisteminin dünyalarında da mevcuttur ve hepsi yaşam süreçlerinden kaynaklanmaktadır. Bu, uzaktan tespit edilen biyosignatür gazlarının olası yaşam arayışında yanlış pozitif olabileceği anlamına gelir. Bu nedenle, bir arama aracı olarak sadece bir gaza bağlı olarak çok yardımcı olmayacaktır.
Makalede, yazarlar Theresa Fisher, Estelle Janin ve Sara Imari Walker, bilim adamlarının önce bir gazın biyotik bir kaynaktan gelip gelmediğini veya abiyotik olarak üretilip üretilmediğini (yaşama ihtiyaç duymadan) bulmak için yöntemler geliştirmeleri gerektiğini belirtiyorlar. Atmosferik gazları analiz etmek için bir kimyasal reaksiyon ağı (CRN) yaklaşımı önerirler.
Bir CRN temel olarak birlikte reaksiyona giren bir dizi kimyasal bileşiktir ve yaptıkları gibi dönüştürülürler. Bilim adamları, şimdiki ve potansiyel davranışlarını anlamak için ağın yapısını analiz edebilir ve öğrendiklerini inceledikleri sistemlerin modellerini oluşturmak için kullanabilirler.
Böyle bir analiz, başka bir yerde yaşam arayışı hakkında çeşitli sorular hakkında büyük bir fikir verebilir. Örneğin, bir ağ yaklaşımı, belirli bir dünyada kimyasal bileşikler üreten olası yaşam formları hakkında bir şeyler söyleyebilir. Ayrıca gözlemcilere, bir gezegenin yüzeyinde veya havasında yakıtların (örneğin) yanması olup olmadığını da söyleyebilir. Bir dünyadaki herhangi bir yaşam formunun metabolizmaları hakkında fikir verebilir. Hatta bir dünyada hayat olup olmadığını veya bu hayatın burada bildiğimiz gibi bir şey olmadığını belirlemek için bile kullanılabilir.
Örnekler
Yazarlar, çalışmalarında, ağ yaklaşımını kullanarak bir atmosferde biyolojik ve anormal (tanımlanamayan) biyo -tasarım gaz kaynaklarını ayırt etmek istediler. 30.000 karasal (toprak tipi) atmosfer simüle ettiler. Onları ayrıca iki veri setine ayırdılar. İlk set “Archaean-Earth benzeri dünyalar” ve “Modern Dünya benzeri dünyalar” olarak etiketlendi.
İlk tip, 2 ila 4 milyar yıl önce meydana gelen arkean eon sırasında Dünya’ya çok benzeyen atmosferlere sahip dünyalar içerir. Atmosferde çoğunlukla metan ve amonyak olan çok az oksijen vardı. Birkaç kara kütlesi olan küresel bir okyanus olabilir ve yaşam formları bakteriyel kolonilerle sınırlıydı. Arkean toprak koşulları diğer dış gezegenlerde var olabilir ve basit yaşam biçimlerine yaşanabilir olabilirler.
Modern Dünya tipi dünyalar, teknolojik aktivite tarafından salınan hidrokarbonlar açısından zengin bir azot/oksijen atmosferine sahip olan gezegenimiz gibi koşullara sahip olacaktır. Ekip, bu tür dünyaları klorofluorokarbonlarla ve (yeryüzünde aşamalı olarak kaldırılan) simüle etti.
Tüm bu tür dünyaların atmosferlerindeki ağ özelliklerini incelediler, örneğin biyotik bir belirteç olarak metan üretimine baktılar. Metanogenez adı verilen bir süreçte yaşam tarafından üretilebilir. Aynı zamanda hidrotermal aktivitenin olivin ve piroksen gibi mineralleri “serpantin” minerallerine dönüştürebileceği jeolojik bir sürecin sonucudur. Atmosferlerinde metan olan potansiyel olarak yaşanabilir dünyalar her iki süreçten de alabilir, bu yüzden yaşam için kesin bir belirteç değildir.
Ekip, makalelerinde “ağ analizi de CFC-12 ile modern-toprak benzeri atmosferleri onsuz olanlardan ayırdığını belirtti. Bayesian analizlerini kullanarak, atmosferik ağ istatistiklerinin sadece gaz bolluğu istatistiklerine kıyasla biyolojik açıklamaları dışlamak için nasıl daha güçlü bir güven sağlayabileceğini gösteriyoruz.
“Sonuçlarımız, bir ağ teorik yaklaşımının biyolojik, abiyotik ve anormal atmosferik sürücüler hakkındaki hipotezleri nasıl ayırt etmesine izin verdiğini ve daha da önemlisi, olası bir açıklama olarak bildiğimiz gibi yaşamı nasıl yönetmeye izin verdiğini doğrular. Ağ özelliklerini içeren spektral veriler için istatistiksel çıkarım yöntemlerinin gelecekteki biyosigüre çabalarını nasıl güçlendirebileceği hakkında bir tartışma ile sonuçlandırıyoruz.”
Hayat bulmak için sistem yaklaşımını kullanmak
Birleşik bir sistem yaklaşımı, bilim adamlarının diğer gezegenlerde yaşam olasılıklarını anlamalarına yardımcı olmak için dış gezegen çalışmalarından güvenilir ve devam eden verilere bağlıdır. Bir biyo-tasarım gazı (metan) ve bir teknoloji gazı (CFC-12) çalışmasına uygulanması, bir CRN analizi kullanmanın yaşamın varlığını gösterebilecek sistem düzeyinde değişiklikler alabileceğini göstermektedir. Bu yaşam formları tek bir gaz yayabilir (erken Dünya’da oksijenin bakteriyel salınımı gibi) veya teknolojik medeniyetin daha fazla göstergesi olan karmaşık kimyasal karışımlar üretebilirler.
Başka bir deyişle, atmosferik kimyasallar arasındaki ağ aktivitesine bakarak atmosferi analiz etmek, tek gazlar ve daha karmaşık kimyasal yan ürünler hakkında bilgi sağlayabilir. Teleskoplarımız, altta yatan biyosfer hakkında yeterli bilgiye sahip olmadığımız bir dünyayı incelediğinde veya mevcut bir teknosfer iyi anlaşılmadığında bu analitik yaklaşım da oldukça yararlı olacaktır.
CRN analizi, bilim adamlarının biyolojinin daha “dünya benzeri” veya daha fazla “yabancı” olup olmadığı da dahil olmak üzere bir dizi olasılık önermelerine yardımcı olacaktır. Ayrıca, yaşanabilir dünyalar ve onlarda yaşayan yaşam arayışındaki anormal sinyalleri dışlamalarına yardımcı olacaktır.
