Metoda opiera się na całkowitej ilości węgla, jaka została pochłonięta z atmosfery i przekształcona w materię organiczną przez organizmy żywe (przede wszystkim w procesie fotosyntezy).

Bazuje na założeniu, że stadium ewolucji biologicznej na egzoplanecie zależy liniowo od tzw. skumulowanego węgla związanego przez fotosyntezę w skali całej planety. W ekologii wiąże się to z parametrem nazywanym „produkcją pierwotną netto» (ang. net primary production, w skrócie NPP). Przetestowano przewidywania zaproponowanej hipotezy na przykładzie planety TRAPPIST-1 e.

Układ planetarny TRAPPIST-1 znajduje się około 41 lat świetlnych od nas. Wokół czerwonego karła krąży tam aż siedem planet. Kilka z nich ma orbity położone w tzw. ekosferze, czyli strefie, w której na powierzchni planety może występować woda w stanie ciekłym.

Wśród nich jest też planeta TRAPPIST-1 e. Obiega swoją gwiazdę co około 6 dni. Według modeli klimatycznych, mogła utrzymać swoją wodę i prawdopodobnie posiada ją w stanie ciekłym (może być światem oceanicznym). Promień planety to 0,92 promienia Ziemi, a masa wynosi 0,69 masy Ziemi (czyli nieco mniej niż masa Wenus). Planeta ma gęstość zbliżoną do gęstości Ziemi.

W pracy naukowcy oceniają, że Ziemia w ciągu swojej historii związała (skumulowała) łącznie 94 tryliony ton węgla (9,4 x 10^10 ton) w wyniku działalności swojej biosfery.

W przypadku TRAPPIST-1 e przyjęto poziom dwutlenku węgla jako 400 ppm (400 cząsteczek na milion cząsteczek powietrza) oraz zakres długości fali od 400 do 1100 nanometrów (od fioletu do bliskiej podczerwieni). Przy takich założeniach planeta potrzebowałaby 18 miliardów lat, aby uzyskać taki sam wynik, jak Ziemia.

Natomiast rzeczywisty wiek planety TRAPPIST-1 e oceniany jest na 7,6 miliarda lat. W związku z tym, badacze przypuszczają, że jeśli istnieje tam życie, to jest ono na poziomie mikrobiologicznym, ale nie wielokomórkowym.

Tę samą metodę zastosowano do 29 pobliskich egzoplanet mających warunki nadające się do podtrzymywania życia. Założono przy tym, że kontynenty stanowią 30 procent powierzchni danej planety.

W zbadanej próbce udało się zidentyfikować sześć planet z ewentualnym życiem wielokomórkowym oraz dwie planety, dla których całkowita pierwotna produkcja netto (NPP) przewyższa ziemską wartość tego parametru i mogą posiadać zarówno życie wielokomórkowe, jak i inteligentne.

Tymi dwoma obiektami są egzoplanety GJ 1061 c i K2-3 d. Od pierwszej dzieli nas 12 lat świetlnych, a od drugiej 143 lata świetlne. Pierwsza jest superziemią, a druga superziemią lub minineptunem.

Pierwszym autorem publikacji w „International Journal of Astrobiology» jest Christopher Doughty z Uniwersytetu Północnej Arizony we Flagstaff (USA). (PAP)

cza/ agt/