L' ossigeno,ritenuto uno dei biomarcatori fondamentali per la ricerca della vita sui pianeti extrasolari, potrebbe avere un' origine non biologica. Elemento fondamentale per la vita sulla Terra, viene prodotto da organismi fotosintetici, le piante, che continuamente riforniscono la nostra atmosfera e trasformano l'aria che respiriamo.
Il nuovo studio, guidato dal professor Norio Narita e da Shigeyuki Masaoka del Centro di Astrobiologia del National Institutes of Natural Sciences (NINS), è stato presentato sulla rivista Scientific Reports.
Titania may produce abiotic oxygen atmospheres on habitable exoplanets [abstract]
The search for habitable exoplanets in the Universe is actively ongoing in the field of astronomy. The biggest future milestone is to determine whether life exists on such habitable exoplanets. In that context, oxygen in the atmosphere has been considered strong evidence for the presence of photosynthetic organisms. In this paper, we show that a previously unconsidered photochemical mechanism by titanium (IV) oxide (titania) can produce abiotic oxygen from liquid water under near ultraviolet (NUV) lights on the surface of exoplanets. Titania works as a photocatalyst to dissociate liquid water in this process. This mechanism offers a different source of a possibility of abiotic oxygen in atmospheres of exoplanets from previously considered photodissociation of water vapor in upper atmospheres by extreme ultraviolet (XUV) light. Our order-of-magnitude estimation shows that possible amounts of oxygen produced by this abiotic mechanism can be comparable with or even more than that in the atmosphere of the current Earth, depending on the amount of active surface area for this mechanism. We conclude that titania may act as a potential source of false signs of life on habitable exoplanets.
Fino ad ora si pensava che individuare ossigeno nell'atmosfera di un esopianeta implicasse la presenza di piante e di un processo di fotosintesi in corso. Automaticamente il gas era considerato un biomarcatore definitivo nella ricerca della vita extraterrestre. Tuttavia, l'atmosfera dei pianeti extrasolari potrebbe essere influenzata da una grande varietà di reazioni chimiche, tanto che l' ossigeno potrebbe essere abiotico, prodotto dalla reazione fotocatalitica di ossido di titanio. Questa forma del gas è già nota per essere presente sulla superficie dei pianeti rocciosi, dei meteoriti e della Luna e non può, pertanto, essere trascurata.
La produzione dell'ossigeno abiotico, tra l'altro, sembra essere piuttosto efficiente.
Per un pianeta in un sistema Terra - Sole simile al nostro, la continua reazione fotocatalitica dell'ossido di titanio su circa lo 0,05 per cento della sua superficie, potrebbe produrre una quantità di ossigeno pari a quella presente ora nell'intera atmosfera terrestre. Il team ha scoperto che il processo dipende dalla tipologia della stella ospite, dalla sua massa e temperatura ma anche nel caso di stelle più fredde e produzioni meno proficue, la stessa quantità verrebbe prodotta da circa il 3 per cento della superficie planetaria.
In definitiva, un mondo abitabile potrebbe mostrare un'atmosfera contenente ossigeno come la Terra ma questo non significherebbe necessariamente aver scoperto la vita. Però mi chiedo: intendendo la vita come la conosciamo, anche se non venisse prodotto dalle piante, potrebbe essere sfruttato da altre specie su quello stesso pianeta?
Il Dr. Narita ha detto: "Per cercare la vita su pianeti extrasolari attraverso l'osservazione astronomica, abbiamo bisogno di unire le conoscenze provenienti da diversi settori scientifici e di promuovere l'astrobiologia per stabilire i segni decisivi. Anche se l'ossigeno rimane un possibile biomarcatore, occorre cercarne di nuovi".