Astrobiologen identificeren vijf broeikasgassen die zouden kunnen duiden op een geterraformeerde exoplaneet
Astrobiologen hebben vijf kunstmatige broeikasgassen geïdentificeerd die zelfs bij lage concentraties in de atmosfeer van exoplaneten kunnen worden gedetecteerd met behulp van de Webb Space Telescope.
“Voor ons zijn deze gassen slecht omdat we de opwarming niet willen vergroten”, aldus Dr. Schwieterman, hoofdauteur van het artikel.
“Maar ze zouden goed zijn voor een beschaving die misschien een naderende ijstijd wil voorkomen of een anderszins onbewoonbare planeet in hun systeem wil terraformen, zoals mensen hebben voorgesteld voor Mars.”
“Aangezien het niet bekend is dat deze gassen in significante hoeveelheden in de natuur voorkomen, moeten ze worden geproduceerd.”
“Het vinden ervan zou daarom een teken zijn van intelligente, technologie-gebruikende levensvormen. Dergelijke tekens worden technosignaturen genoemd.”
De vijf door de auteurs voorgestelde gassen worden op Aarde gebruikt in industriële toepassingen zoals het maken van computerchips.
Ze omvatten gefluoreerde versies van methaan, ethaan en propaan, samen met gassen gemaakt van stikstof en fluor of zwavel en fluor.
Eén voordeel is dat het ongelooflijk effectieve broeikasgassen zijn. Zwavelhexafluoride heeft bijvoorbeeld 23.500 keer de opwarmkracht van koolstofdioxide. Een relatief kleine hoeveelheid zou een ijskoude planeet kunnen verwarmen tot het punt waarop vloeibaar water op het oppervlak zou kunnen achterblijven.
Een ander voordeel van de voorgestelde gassen – althans vanuit een buitenaards perspectief – is dat ze een uitzonderlijk lange levensduur hebben en tot 50.000 jaar in een aardachtige atmosfeer kunnen blijven bestaan.
“Ze hoeven niet te vaak te worden bijgevuld om een gastvrij klimaat te behouden,” zei Dr. Schwieterman.
Andere hebben koelmiddelen, zoals CFK’s, voorgesteld als technosignatuurgassen omdat ze bijna uitsluitend kunstmatig en zichtbaar zijn in de atmosfeer van de Aarde.
CFK’s zijn echter mogelijk niet geschikt omdat ze de ozonlaag afbreken, in tegenstelling tot de volledig gefluoreerde gassen die in het nieuwe artikel worden besproken en die chemisch inert zijn.
“Als een andere beschaving een zuurstofrijke atmosfeer zou hebben zouden ze ook een ozonlaag hebben die ze zouden willen beschermen,” zei Dr. Schwieterman.
“CFK’s zouden in de ozonlaag worden afgebroken, zelfs als ze de vernietiging ervan katalyseerden.”
“Omdat ze gemakkelijker uit elkaar worden gehaald, zijn CFK’s ook van korte duur, waardoor ze lastiger zijn te detecteren.”
Tenslotte moeten de gefluoreerde gassen infraroodstraling absorberen om impact te hebben op het klimaat.
Die absorptie produceert een overeenkomstige technosignatuur die detecteerbaar zou kunnen zijn met telescopen in de ruimte.
Met de huidige of geplande technologie zouden wetenschappers deze chemicaliën kunnen detecteren in bepaalde nabijgelegen exoplanetaire systemen.
“Met een atmosfeer als die van de Aarde zou slechts één op de miljoen moleculen een van deze gassen kunnen zijn, en het zou potentieel detecteerbaar zijn. Die gasconcentratie zou ook voldoende zijn om het klimaat te veranderen”, zei Dr. Schwieterman.
Om tot deze berekening te komen, simuleerden de astrobiologen een planeet in het TRAPPIST-1-systeem, op ongeveer 40 lichtjaar afstand van de Aarde.
Ze kozen voor dit systeem, dat minstens zeven rotsachtige planeten bevat, omdat het naast het onze een van de meest bestudeerde planetaire systemen is.
Hoewel ze de waarschijnlijkheid van het vinden van de kunstmatige broeikasgassen in de nabije toekomst niet kunnen kwantificeren, zijn ze ervan overtuigd dat het – als ze aanwezig zijn – heel goed mogelijk is om ze te detecteren tijdens momenteel geplande missies om de planetaire atmosferen te karakteriseren.
“Je zou geen extra inspanning nodig hebben om naar deze technosignaturen te zoeken, als je telescoop de planeet al om andere redenen karakteriseert,” zei Dr. Schwieterman.
Het onderzoek is in de Astrophysical Journal gepubliceerd.
Artikel: Edward W. Schwieterman et al. 2024. Artificial Greenhouse Gases as Exoplanet Technosignatures. ApJ 969, 20; doi: 10.3847/1538-4357/ad4ce8
Eerste publicatie: 6 juli 2024
Bron: sci-news
