Ученые провели серию исследований, чтобы выяснить, можно ли определить наличие озона на планете по присутствию молекулярного кислорода. Для этого они смоделировали, как на соотношение этих веществ влияют оксид азота, метан и активность звезды.
Озон и кислород
Хотя кислород и является важным биомаркером, то есть веществом, указывающим на возможное присутствие на планете жизни, на самом деле есть другая молекула, присутствие которой указывает на это еще лучше, — озон. Именно он формирует защитный экран над Землей, поглощающий самую вредную часть ультрафиолетового излучения.
И именно его возможному обнаружению посвящена серия статей в журнале Astronomy & Astrophysics. Дело в том, что обычно озон значительно сложнее выявить с помощью спектроскопии, чем кислород, потому что его меньше и он менее стабилен.
А вообще озон — это тоже кислород, только его молекула состоит не из двух атомов, а из трех. И действительно, эти две молекулы легко превращаются друг в друга. И именно на этом базируется то предположение, которое проверяли авторы исследования в своей серии статей: мы можем определить количество озона на планете, измерив количество кислорода, и наоборот.
Проблема лишь в том, что их соотношение нелинейно и характер этой кривой мы не знаем. Именно ее ученые пытались выявить. В первой статье они выяснили общие закономерности, во второй — то, как на это соотношение влияет наличие оксида азота N2O. И вот теперь настал черед метана.
Метан, кислород и звезды
Исследование ученых происходило методом компьютерного моделирования. Им удалось создать убедительную модель атмосферы планеты, хорошо работающей независимо от того, к какому спектральному классу принадлежит звезда, вокруг которой вращается планета.
Общий вывод, который делают ученые, следующий: колебание уровня метана влияет на соотношение кислорода и озона. Однако еще больше на него влияют вариации светимости звезды. Более того, если планета с высоким содержанием метана вращается вокруг горячей звезды, последний превращается в воду, вызывая парниковый эффект, и это дополнительно изменяет содержание метана.
Существует множество сценариев, где высокий уровень CH4 может увеличивать уровень O3 в атмосфере, тогда как высокий уровень N2O одновременно истощает этот O3. Это показывает, что нам нужно учитывать вариации обоих видов, чтобы использовать измерения O3 для изучения содержания O2 в атмосфере.
По материалам phys.org
