Ученые предлагают использовать метилгалогениды в качестве маркеров существования жизни на планете. Эти газы гораздо легче обнаружить в составе атмосфер удаленных тел, чем те вещества, которые обычно предлагается искать с этой целью.
Поиск жизни по метилгалогенидам
Ученые определили новый многообещающий способ выявления жизни на далеких планетах, базирующийся на не похожих на Землю мирах и газах, которые редко принимаются во внимание при поиске инопланетян.
В новой статье в Astrophysical Journal Letters исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде описывают эти газы, которые можно обнаружить в атмосферах экзопланет — планет за пределами нашей Солнечной системы — с помощью космического телескопа им. Джеймса Вебба (JWST).
Эти газы, называемые метилгалогенидами, состоят из метильной группы, содержащей атом углерода и три атома водорода, присоединенные к атому галогена, например хлору или брому. На Земле они производятся преимущественно бактериями, морскими водорослями, грибами и некоторыми растениями.
Одним из ключевых аспектов поиска метилгалогенидов является то, что экзопланеты, похожие на Землю, слишком малы и тусклы, чтобы их можно было увидеть с помощью JWST, крупнейшего телескопа в космосе.
Океанические миры как место поиска жизни
Вместо этого JWST должен искать большие экзопланеты, вращающиеся вокруг малых красных звезд, с глубокими глобальными океанами и густыми водородными атмосферами, которые называются планетами-океанами. Люди не могли бы дышать или выжить на таких планетах, но некоторые микробы могли бы процветать в такой среде.
Исследователи считают, что поиск метилгалогенидов в мирах океана является оптимальной стратегией на данный момент времени.
«Кислород пока трудно или невозможно обнаружить на планете, похожей на Землю. Однако галогениды метила в мирах-океанах предлагают уникальную возможность для обнаружения с помощью существующих технологий», — сказала Микаэла Люн, планетолог из Университета Калифорнии и первый автор статьи.
Кроме того, найти эти газы может быть легче, чем искать другие типы биосигнатурных газов, указывающих на жизнь.
«Одним из самых больших преимуществ поиска метилгалогенидов является то, что с помощью «Джеймса Уэбба» их можно найти всего за 13 часов. Это примерно столько же или гораздо меньше времени, сколько нужно телескопу для поиска таких газов как кислород или метан, — сказала Люн. — Меньше времени с телескопом означает меньшую стоимость».
Хотя формы жизни производят метилгалогениды на Земле, этот газ содержится в нашей атмосфере в низких концентрациях. Поскольку планеты океана имеют другой состав атмосферы и вращаются вокруг другого типа звезд, газы могут накапливаться в их атмосферах и заметны на расстоянии световых лет.
«Эти микробы, если бы мы их обнаружили, были бы анаэробными. Они были бы приспособлены к совершенно другому типу среды, и мы не можем представить, как это выглядит, кроме того, что эти газы являются возможным результатом их метаболизма», — сказал Швитерман, соавтор статьи.
Это исследование основано на предыдущих исследованиях различных биосигнатурных газов, в том числе диметилсульфида, еще одного потенциального признака жизни. Однако метилгалогениды выглядят особенно многообещающими из-за их сильного поглощения в инфракрасном свете, а также их потенциала к значительному накоплению в атмосфере, где преобладает водород.
Инструменты поиска инопланетной жизни
Хотя James Webb является лучшим инструментом для такого поиска, будущие телескопы, такие как предложенная европейская миссия LIFE, могут сделать обнаружение этих газов еще проще. Если LIFE запустится в 2040-х годах, как планируется, она сможет подтвердить наличие этих биосигнатур менее чем за сутки.
«Если мы начнем находить метилгалогениды на многих планетах, это может свидетельствовать о том, что микробная жизнь распространена во Вселенной, — сказала Люн. — Это изменило бы наше представление о распространении жизни и процессах, ведущих к возникновению жизни».
В будущем исследователи планируют расширить работу на другие типы планет и другие газы. К примеру, они уже провели измерение газов, исходящих из моря Солтона, которое, похоже, производит галогенированные газы, такие как хлороформ.
Даже когда исследователи расширяют границы обнаружения, они признают, что прямой отбор образцов атмосферы экзопланет остается вне нынешних возможностей. Тем не менее развитие технологий телескопов и исследования экзопланет могут однажды приблизить нас к ответу на один из самых больших вопросов человечества: «Одни ли мы во Вселенной?».
