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    Le soufre pimente les atmosphères extraterrestres

    Crédit :Will Kirk/Université Johns Hopkins

    Ils disent que la variété est le piment de la vie, et maintenant de nouvelles découvertes des chercheurs de Johns Hopkins suggèrent qu'une certaine « variété » élémentaire – le soufre – est en effet une « épice » qui peut peut-être indiquer des signes de vie.

    Ces résultats des simulations de laboratoire des chercheurs révèlent que le soufre peut avoir un impact significatif sur les observations de planètes lointaines au-delà du système solaire; les résultats ont des implications pour l'utilisation du soufre comme signe de vie extraterrestre, ainsi que d'affecter la façon dont les chercheurs devraient interpréter les données sur les atmosphères planétaires.

    Un rapport sur les résultats a été publié aujourd'hui dans Astronomie de la nature .

    "Nous avons constaté que juste une petite présence de soufre dans l'atmosphère, moins de 2%, peut avoir des impacts majeurs sur quoi, et combien, des particules de brume se forment, " dit Chao He, chercheur adjoint au Département des sciences de la Terre et des planètes de l'Université Johns Hopkins et premier auteur de l'étude.

    "Cela change complètement ce que les scientifiques doivent rechercher et attendre lorsqu'ils examinent les atmosphères des planètes situées au-delà de notre système solaire."

    Alors que les scientifiques savent déjà que les gaz sulfureux influencent la photochimie de nombreuses planètes du système solaire telles que la Terre, Vénus et Jupiter, on ne sait pas grand-chose sur le rôle du soufre dans l'atmosphère des planètes au-delà du système solaire, ou exoplanètes.

    En raison de son rôle d'élément essentiel à la vie sur Terre - émis par les plantes et les bactéries, et trouvé dans plusieurs acides aminés et enzymes - les scientifiques proposent d'utiliser des produits soufrés pour rechercher la vie au-delà de la Terre. Comprendre si le soufre existe et comment il affecte ces atmosphères peut aider les scientifiques à déterminer si les gaz soufrés pourraient être utilisés comme source de vie, dit-il.

    Les chercheurs ont réalisé peu d'études simulant des atmosphères planétaires avec du soufre en laboratoire en raison de sa grande réactivité et de sa difficulté à nettoyer une fois l'expérience terminée, dit-il. En réalité, le soufre est si réactif qu'il aurait même réagi avec le montage expérimental lui-même, l'équipe de recherche a donc dû mettre à niveau son équipement pour bien tolérer le soufre. A sa connaissance, il n'existe que trois autres études simulant la chimie du soufre en laboratoire, et ceux-ci devaient comprendre son rôle dans l'atmosphère terrestre; il s'agit de la première simulation en laboratoire à étudier le soufre dans les atmosphères d'exoplanètes.

    Chao et ses collègues ont réalisé deux séries d'expériences utilisant du dioxyde de carbone, monoxyde de carbone, azote, hydrogène, l'eau et l'hélium comme guide pour leurs mélanges gazeux initiaux. Une expérience incluait 1,6 % de soufre dans le mélange et l'autre non. L'équipe de recherche a effectué les expériences de simulation dans une chambre spécialement conçue pour la brume planétaire (PHAZER) dans le laboratoire de Sarah Hörst, professeur adjoint de sciences de la Terre et des planètes et deuxième auteur de l'article.

    Une fois dans la chambre, l'équipe a exposé les mélanges de gaz à l'une des deux sources d'énergie :
    plasma d'une décharge luminescente à courant alternatif ou de la lumière d'une lampe ultraviolette. Plasma, une source d'énergie plus forte que la lumière UV, peut simuler des activités électriques comme la foudre et/ou des particules énergétiques, et la lumière UV est le principal moteur des réactions chimiques dans les atmosphères planétaires telles que celles de la Terre, Saturne et Pluton.

    Après analyse des particules solides et des produits gazeux formés, Lui et ses collègues ont découvert que le mélange avec du soufre avait trois fois plus de particules de brume, ou des particules solides en suspension dans le gaz.

    L'équipe de Chao a découvert que la plupart de ces particules étaient des produits organiques soufrés plutôt que de l'acide sulfurique ou de l'octasoufre, qui, selon les chercheurs, constitueraient la majorité des particules de soufre sur les exoplanètes.

    "Cette nouvelle information signifie que si vous essayez d'observer l'atmosphère d'une exoplanète et d'analyser ses spectres, quand vous vous attendiez à voir d'autres produits, vous devriez maintenant vous attendre à voir ces produits de soufre organique à la place. Ou, au moins, sachez qu'il ne serait pas inhabituel qu'ils soient là. Cela changerait l'explication et l'interprétation des chercheurs des spectres qu'ils voient, " dit-il.

    De la même manière, les résultats devraient inciter les chercheurs à s'attendre à plus de particules de brume s'ils observent des atmosphères d'exoplanètes contenant du soufre, car juste un petit peu de soufre augmente le taux de production de brume de trois. De nouveau, cela changerait la façon dont les chercheurs interprètent leurs découvertes et pourrait être essentiel pour l'observation future des exoplanètes.

    La dernière implication majeure de ses découvertes, Il dit, est-ce qu'ils poussent à une prise de conscience accrue que de nombreux produits soufrés peuvent être produits en laboratoire, en l'absence de vie, les scientifiques doivent donc être prudents et exclure le soufre produit photochimiquement avant de suggérer la présence de soufre comme signe de vie.


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