Voorstelling van het TRAPPIST-1 systeem. Credit: NASA/JPL-Caltech
Wetenschappers van de Universiteit van Riverside suggereren dat er iets ontbreekt op de lijst van chemische stoffen die astrobiologen gebruiken om te zoeken naar leven op exoplaneten, de zogeheten biosignaturen: lachgas. Scheikundigen spreken van distikstof(mono)oxide (N2O), een anorganische verbinding van stikstof en zuurstof. Artsen gebruiken het als verdovingsmiddel, in supermarkten wordt het gebruikt als drijfgas voor slagroomspuiten, veel jongeren gebruiken het de laatste jaren als recreatief middel ter vervanging van alcohol. Meestal worden zuurstof en methaan onder de biosignaturen geschaard en worden alle speurtochten naar indicaties van buitenaards leven op planeten bij andere sterren daarop gericht, maar Eddie Schwieterman en z’n collega’s denken dat lachgas dezelfde aandacht verdient. In eerste instantie gingen ze daarbij na hoeveel lachgas leven op een planeet vergelijkbaar met de aarde zou kunnen produceren en of die hoeveelheid ook detecteerbaar is met telescopen zoals Webb. En dat blijkt inderdaad het geval te zijn: de hoeveelheid lachhas die wordt geproduceerd is vergelijkbaar met de hoeveelheden zuurstof en methaan, die óók detecteerbaar zijn.
De atmosfeer van de aarde bevat ook lachgas. Credit: NASA/LROC science team
Er zijn meerdere manieren waarop levende wezens lachgas kunnen maken. Micro-organismen zetten voortdurend andere stikstofverbindingen om in N2O, een stofwisselingsproces dat nuttige cellulaire energie kan opleveren. Vissen (weliswaar geen micro-organismen) in een aquarium bijvoorbeeld kunnen stikstof produceren en micro-organismen kunnen dat stikstof vervolgens weer omzetten in lachgas, een gas dat in de atmosfeer kan terechtkomen. Nou hoeft de aanwezigheid van lachgas in de atmosfeer van een exoplaneet niet per sé te betekenen dat er primitief leven aanwezig is. Zo kan bliksem ook lachgas produceren. Maar daar wordt ook stikstofdioxide (NO20 bij geproduceerd, dus als dat wordt gedetecteerd náást lachgas is dat een aanwijzing dat er waarschijnlijk niet-biologische oorzaken zijn. Veel lachgas komt er niet voor in de aardse atmosfeer, maar Schwieterman en z’n team denken dat dwergsterren van spectraalklasse K en M het lachgas minder zullen afbreken dan onze zon doet en dat er daarom meer lachgas zal zijn wat te detecteren valt door bijvoorbeeld Webb. Een voorbeeld van planeten bij dergelijke dwergsterren is het bekende TRAPPIST-1 systeem (zie afbeelding bovenaan).
Meer informatie over dit alles vind je in het vakartikel van Edward W. Schwieterman et al, Evaluating the Plausible Range of N2O Biosignatures on Exo-Earths: An Integrated Biogeochemical, Photochemical, and Spectral Modeling Approach. The Astrophysical Journal, 2022; 937 (2).
Bron: UCR.
