Астрономы «нюхают» космос: Какие газы могут выдать жизнь на далеких планетах?

Представьте себе: не Земля, с ее лазурными океанами и изумрудными лесами, а нечто совершенно иное. Мир, покрытый безбрежным океаном, окутанный плотной водородной атмосферой, вращающийся вокруг тусклой, но упорной красной звезды. И именно в этом, казалось бы, непригодном для жизни месте, может скрываться ответ на один из самых волнующих вопросов человечества: одиноки ли мы во Вселенной?

Ученые, вооружившись самым мощным телескопом в истории — James Webb Space Telescope (JWST), — направляют свой взор не на привычные нам планеты, похожие на Землю, а на так называемые гикеанские миры. Эти экзопланеты, расположенные на расстоянии световых лет от нас, предлагают совершенно новые перспективы в поисках внеземной жизни. Почему именно они? Дело в том, что обнаружить признаки жизни на землеподобных планетах — задача невероятно сложная. Атмосферные шумы и технические ограничения телескопов создают серьезные препятствия. Гикеанские же планеты, напротив, обладают более мощными и четкими сигналами, которые легче засечь.

Но что именно ищут ученые в атмосферах этих далеких миров? Не кислород, как можно было бы предположить, а метилгалогениды — группу газов, состоящую из метильной группы и галогена, таких как хлор или бром. На Земле эти газы производятся в основном бактериями, морскими водорослями и грибами. Интересно, что поиск этих газов может оказаться гораздо более эффективным и быстрым, чем охота за кислородом или метаном. По оценкам исследователей, обнаружение метилгалогенидов с помощью JWST может занять всего 13 часов, что значительно меньше времени, необходимого для обнаружения других биосигнатур.

Почему именно метилгалогениды?

Здесь вступает в игру химия и особенности гикеанских планет. Несмотря на то, что метилгалогениды производятся на Земле, их концентрация в нашей атмосфере невелика. Однако на гикеанских планетах, с их уникальным атмосферным составом и вращением вокруг другого типа звезд, эти газы могут накапливаться в значительных количествах. Если это произойдет, то JWST сможет уловить их сигналы, даже находясь на огромном расстоянии.

Иными словами, речь идет о поиске анаэробных микроорганизмов, адаптированных к совершенно иной среде, чем та, что мы знаем. Мы можем только предполагать, как они выглядят и как функционируют, но то, что они производят метилгалогениды в качестве побочного продукта своего метаболизма — вполне вероятная гипотеза.

Дальше — больше: заглядывая в будущее

Искать метилгалогениды — это лишь один из способов обнаружить жизнь за пределами Земли. Ученые активно исследуют другие перспективные биосигнатуры, такие как диметилсульфид. Однако метилгалогениды выделяются своей способностью поглощать инфракрасный свет и возможностью накопления в водородной атмосфере.

В будущем, с появлением новых, более совершенных телескопов, таких как европейская миссия LIFE, обнаружение этих газов может стать еще проще и быстрее. LIFE, если он будет запущен в 2040-х годах, сможет подтвердить наличие биосигнатур менее чем за сутки.

Представьте себе, что произойдет, если мы обнаружим метилгалогениды на нескольких планетах. Это станет революцией в нашем понимании жизни во Вселенной и ее распространения. Это заставит нас переосмыслить процессы, которые привели к ее возникновению.

Уроки земных экстремалов

В поисках внеземной жизни ученые не забывают и о Земле. Исследования экстремальных сред, таких как Солтон-Си, где производятся галогенированные газы, помогают понять, какие газы могут быть характерны для других планет. Изучение того, что производится в экстремальных условиях на Земле, поможет сузить круг поисков и определить, что может быть более распространено в других местах.

Несмотря на все усилия, важно помнить, что мы не сможем посетить экзопланету в ближайшее время. Но знание того, где искать и что именно искать, — это первый и важнейший шаг на пути к ответу на вопрос: одиноки ли мы? Ответ, который может навсегда изменить наше представление о месте человечества во Вселенной.