Astronomer och planetforskare trodde att de visste hur de kunde hitta bevis på liv på planeter bortom vårt solsystem. Men en ny studie indikerar att månarna från extrasolära planeter kan ge "falska positiva" som lägger ett obekvämt element av osäkerhet till sökningen.
Mer än 1 800 exoplaneter har bekräftats existera hittills, med antalet snabbt stigande. Cirka 20 av dessa anses vara potentiellt bebodda. Detta beror på att de bara är något mer massiva än jorden och kretsar om sina moderstjärnor på avstånd som kan tillåta flytande vatten att existera.
Astronomer hoppas snart att kunna bestämma sammansättningen av atmosfären i sådana lovande främmande världar. De kan göra detta genom att analysera spektrumet av ljus som absorberas av dem. För jordliknande världar som omger små stjärnor kan denna utmanande prestation uppnås med hjälp av NASA: s James Webb Space Telescope, planerat att lanseras 2018.
De trodde att de visste hur man letade efter livets signatur. Det finns vissa gaser som inte bör existera tillsammans i en atmosfär som är i kemisk jämvikt. Jordens atmosfär innehåller mycket syre och spårmängder metan. Syre borde inte existera i en stabil atmosfär. Som alla med rostfläckar på sin bil vet har den en stark tendens att kombinera kemiskt med många andra ämnen. Metan borde inte existera i närvaro av syre. När de blandas reagerar de två gaserna snabbt och bildar koldioxid och vatten. Utan någon process för att ersätta den, skulle metan försvinna från luften på ett decennium.
På jorden förblir både syre och metan närvarande tillsammans eftersom försörjningen ständigt fylls på med levande saker. Bakterier och växter skörtar solskenets energi i fotosyntesprocessen. Som en del av denna process bryts vattenmolekyler i väte och syre, vilket frigör fritt syre som en avfallsprodukt. Cirka hälften av metan i jordens atmosfär kommer från bakterier. Resten kommer från mänsklig verksamhet, inklusive odling av ris, förbränning av biomassa och flatulens som produceras av de stora korna och andra idisslare som upprätthålls av vår art.
Att hitta metan i en planetens atmosfär är inte ens överraskande. Många rent kemiska processer kan göra det, och det finns rikligt i atmosfären på gasjätteplaneterna Jupiter, Saturn, Uranus och Neptun och på Saturns stora måne Titan. Även om syre ensam ibland prövas som en möjlig biomarkör; dess närvaro i sig är inte heller ett fast bevis på livet. Det finns rent kemiska processer som kan göra det på en främmande planet, och vi vet ännu inte hur vi utesluter dem. Att hitta dessa två gaser verkar dock så nära som man kan komma till "rökningspistol" -bevis för livets aktiviteter.
En apnyckel kastades in i hela detta argument av ett internationellt team av utredare som leddes av Dr. Hanno Rein från institutionen för miljö- och fysikaliska vetenskaper vid University of Toronto i Kanada. Deras resultat publicerades i maj 2014-utgåvan av Proceedings of the National Academy of Sciences USA.
Anta, de påstod, att syre finns i atmosfären på en planet, och metan finns separat i atmosfären på en måne som kretsar runt planeten. Teamet använde en matematisk modell för att förutsäga ljusspektrumet som kan mätas med ett rymdteleskop nära jorden för plausibla planet-månpar. De fann att de resulterande spektra nära efterliknade den hos ett enda objekt vars atmosfär innehöll båda gaserna.
Om inte planeten kretsar kring en av de allra närmaste stjärnorna, visade de att det inte var möjligt att skilja ett planet-månpar från ett enda objekt med hjälp av teknologi som kommer att finnas tillgänglig när som helst snart. Teamet sade sina resultat "obekvämt, men oundvikligt ... Det kommer att vara möjligt att få antydande ledtrådar som indikerar möjlig bebyggelse, men att utesluta alternativa förklaringar av dessa ledtrådar kommer förmodligen att vara omöjliga under överskådlig framtid."
Referenser och vidare läsning:
The Habitable Exoplanets Catalogue, Planetary Habitability Laboratory, University of Puerto Rico at Arecibo
Kaltenegger L., Selsis F., Fridlund M. et al. (2010) Avkryptering av spektrala fingeravtryck av bebyggda exoplaneter. Astrobiologi, 10 (1) sid. 89-102.
Major J. (2013) Jordliknande exoplaneter finns runt omkring oss. Space Magazine
Rein H., Fujii Y. och Spiegel D. S. (2014) Några obekvämda sanningar om biosignaturer som involverar två kemiska arter på jordliknande exoplaneter. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111 (19) sid. 6871-6875.
Sagan C., Thompson W. R., Carlson R., Gurnett, D., Hord, C. (1993) En sökning efter liv på jorden från Galileo-rymdskeppet. Nature, 365 s. 715-721.
