Маркеры жизни на экзоплнетах.

[EUgeneUS]

Вот в этой популярной лекции называются пять биомаркеров в атмосфере экзопланет: кислород, озон, вода, метан и углекислый газ.
После чего подчеркивается, что нахождение только одного - почти ни о чем не говорит. А вот пара (приводится пример кислород-метан) уже позволяет предположить наличие жизни. А если есть все пять, то жизнь там существует очень вероятно.

Но возникают вопросы, которые в лекции не раскрыты.

1. Озон. Источники озона в атмосфере Земли не являются биогенными. Это либо естественные в стратосфере (озоновый слой), либо индустриальные в тропосфере (которые из вне все равно не видно из-за естественного озонового слоя). То есть озон может быть только маркером кислорода, а не биомаркером непосредственно. Зачем требовать его наличие вместе с кислородом (если кислород и так обнаружили)?

2. Углекислый газ и метан. Весьма распространенные газы, их просто много. Метан может быть биомаркером только в присутствии кислорода. Углекислый газ есть везде, где не замерзает. Почему они записаны в биомаркеры?

3. Вода. Если говорить о планетах в т.н. зоне жизни, то опять же она там должна быть (кислород и водород весьма распространенные элементы), а зона жизни и определяется как место у звезды, где может существовать жидкая вода (а значит её пары в атмосфере).

4. Кислород (молекулярный, о-два). На Земле кислород имеет биогенное происхождение. Вне зоны жизни кислород может быть в атмосфере за счет гидролиз воды и последующей потере водорода (такое уже обнаружили в 2016 году). Но в зоне жизни могут ли быть подобные процессы, поставляющие в значимых масштабах молекулярный кислород в атмосферу? Может ли молекулярный кислород рассматриваться как довольно надежный биомаркер для экзопланет в зоне жизни? Если да, то с какой концентрации в атмосфере (так-то он и на Марсе есть, но мало)?

Вопросы скорее дискуссионные, чем "помогите разобраться". То есть интересуют мнения, более или менее обоснованные.

[Munin]

На таком уровне вопросов, вам просто надо перестать слушать (только) популярные лекции, и надо начать читать научные публикации. Там всё это обсуждается, и уточняется и дискутируется.

Пара "кислород - метан", как я понимаю, названа потому, что она попросту "конфликтная", эти вещества реагируют между собой до тех пор, пока не останется одно, заданное в избытке. А в паре они могут существовать, только если производятся непрерывно.

[EUgeneUS]

Munin в сообщении #1199989 писал(а):

На таком уровне вопросов, вам просто надо перестать слушать (только) популярные лекции, и надо начать читать научные публикации.

Если будут рекомендации, что почитать - буду очень благодарен. Ибо сообразительности задать эти вопросы хватает, а навыка быстрого (что важно) поиска ответов на них - нет.

Munin в сообщении #1199989 писал(а):

Пара "кислород - метан", как я понимаю, названа потому, что она попросту "конфликтная",

Ну да, в лекции вот это как раз доходчиво объясняется.

[Munin]

Навскидку, есть вот такая книга:
Smith, Cockell, Leach (eds.) Astrochemistry and Astrobiology. 2012.
https://books.google.ru/books?id=7CtwgYKuhAYC&printsec=frontcover#v=onepage&q&f=false

Есть
A Segura, JF Kasting, V Meadows, M Cohen… - Biosignatures from Earth-like planets around M dwarfs. Astrobiology, 2005.
http://online.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/ast.2005.5.706
https://arxiv.org/abs/astro-ph/0510224

S Seager, D Deming - Exoplanet atmospheres. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 2010 (обзорная).
http://annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-astro-081309-130837?journalCode=astro
https://arxiv.org/abs/1005.4037

S Seager, W Bains, R Hu - Biosignature gases in H2-dominated atmospheres on rocky exoplanets. The Astrophysical Journal, 2013.
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/777/2/95/meta
https://arxiv.org/abs/1309.6016

-- 13.03.2017 19:52:47 --

EUgeneUS в сообщении #1199993 писал(а):

Ибо сообразительности задать эти вопросы хватает, а навыка быстрого (что важно) поиска ответов на них - нет.

Гуглить через Google Scholar и на arXiv-е.
Ключевое слово - biosignature.

[EUgeneUS]

Спасибо!

[bondkim137]

Насколько реалистично при жизни застать запуск оптических инструментов, которые смогут у соответствующих экзопланет сделать внятные спектрограммы и с высокой достоверностью сказать о наличии внеземной биосферы у n-го их количества? Сколько порядков в чувствительности (а лучше в радиусах наземных и космических инструментов) нам сейчас не хватает?
Понятно, что достаточный радиус поиска - неизвестная переменная, но вроде может оценки из других сфер и на нее есть.

[Munin]

bondkim137 в сообщении #1200460 писал(а):

Насколько реалистично при жизни застать

А сколько у вас ещё жизни впереди? Лет 20-30 наберётся? Мне кажется, порядок примерно такой.

[bondkim137]

(Оффтоп)

Очень надеюсь, что наберется :)

[DimaM]

bondkim137 в сообщении #1200460 писал(а):

Насколько реалистично при жизни застать запуск оптических инструментов, которые смогут у соответствующих экзопланет сделать внятные спектрограммы и с высокой достоверностью сказать о наличии внеземной биосферы у n-го их количества?

GMT, который сейчас в постройке, вроде, как раз предназначен в том числе и для получения спектров экзопланет.

[EUgeneUS]

JWST планируют быстрее запустить.

[DimaM]

EUgeneUS в сообщении #1200485 писал(а):

JWST
планируют быстрее запустить.

Они разного размера и в разных диапазонах, так что будут друг друга дополнять.

[EUgeneUS]

DimaM
Но в контексте топика решают одну и ту же задачу: обнаружение землеподобных планет и получение спектров их атмосфер.

-- 15.03.2017, 08:44 --

Munin в сообщении #1200464 писал(а):

Лет 20-30 наберётся? Мне кажется, порядок примерно такой.

ИМХО, если JSWT не кирдыкнут во время запуска, то лет через пять будем иметь порядка десятка надежных кандидатов.

[Munin]

EUgeneUS в сообщении #1200488 писал(а):

если JSWT не кирдыкнут во время запуска

А на это мы способны. Про Hubble все помнят.

И Сергей Попов напоминает про славную традицию: не давать прибору громкого имени до запуска. Вот если полетит - его переименовывают из скучной аббревиатуры в чего-нибудь складное.

[Peresukhin]

EUgeneUS в сообщении #1199963 писал(а):

Но в зоне жизни могут ли быть подобные процессы, поставляющие в значимых масштабах молекулярный кислород в атмосферу?

Не только в значимых, ни и в значительно больших масштабах. Предполагается, что спустя 1-2 миллиарда лет (т.е. ещё до того, как Солнце станет красным гигантом) начнётся выделение кислорода из недр планеты, связанное с разложением оксидов железа. В итоге атмосфера Земли будет содержать кислород под парциальным давлением а 40 атмосфер.
Насколько я помню, речь идёт о разложении Fe3O4 при нагревании.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4_%D0%B6%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%B0(II,III)
Этот процесс идёт с самого образования Земли, но выделяющийся в ядре Земли кислород поглощала магма. Сейчас она уже близка к насыщению.

[Munin]

Peresukhin в сообщении #1200617 писал(а):

Предполагается

Кем предполагается?