Ученые назвали альтернативный источник кислорода в атмосферах экзопланет

Японские астробиологи предложили новый механизм для возникновения значительных количеств кислорода в атмосферах экзопланет. Его источником может послужить фотокаталитическая реакция, проходящая на оксиде титана. Исследование показало, что если бы на участке Земли, по площади равном Ирландии, происходил катализируемый светом Солнца процесс разложения воды, то наша планета обладала бы тем же самым количеством кислорода, что и сейчас даже при полном отсутствии жизни. Исследование опубликовано в Scientific Reports, кратко о нем сообщает пресс-релиз Национальной Астрономической обсерватории (Япония).

Авторы проанализировали темпы разложения воды на оксиде титана. Эта реакция происходит под действием ближнего ультрафиолетового излучения, излучаемого Солнцем, ее результатом является окисление воды и выделение молекулярного кислорода. Оказалось, что если предположить, что некое небесное тело обращается неподалеку от звезды, подобной Солнцу, то для генерации и поддержания количеств кислорода, сопоставимых с земными, потребуется чтобы реакция протекала на 0,05 процента поверхности суши. В худшем случае, когда центральное светило гипотетической системы имеет температуру меньше, чем у Солнца, являясь, к примеру, красным карликом, потребуется эффективная площадь в три процента всей площади поверхности. 

В своих расчетах авторы исходили из того, что необходимое количество кислорода должно быть выработано за время порядка одного миллиарда лет. Под эффективной площадью поверхности здесь предполагается эффективная площадь оксида титана, на которой происходит каталитическая реакция. 

Наличие кислорода в атмосфере является важным маркером при поиске потенциально обитаемых миров. Предполагается что будущие телескопы нового поколения будут способны увидеть его следы в атмосферах ближайших экзопланет. Однако  грубые оценки авторов показывают, что одного этого параметра может оказаться недостаточно. Оксид титана был обнаружен на Луне, метеоритах и предполагается, что сам титан широко распространен во Вселенной. В частности, один из его изотопов, ⁴⁴Ti, рождается в больших количествах при взрывах сверхновых.