Новый ключ к поиску внеземной жизни: газ изопрен
Представьте: мы наконец-то нашли планету у далёкой звезды. Атмосфера там есть, температура вроде подходящая. Но как понять, есть ли на ней жизнь? Один из способов — искать химические следы, биосигнатуры, которые могут выдать присутствие живых организмов. И команда исследователей предлагает добавить в наш детективный список ещё одну интересную улику — газ изопрен. Работа опубликована в журнале Astrobiology.
Честно говоря, в нашем каталоге уже больше 4300 подтверждённых экзопланет, и ещё тысячи кандидатов ждут своей очереди. Но просто знать, что планета существует — мало. Хочется понять, что она из себя представляет: есть ли там океаны, облака, а главное — воздух, пригодный для жизни? Настоящая охота за атмосферами только начинается.
В поисках биосигнатур
Скорее всего, эта охота пойдёт куда веселее, когда в дело вступит телескоп Джеймса Уэбба (JWST). Его главный трюк — раскладывать инфракрасный свет на спектры, когда планета проходит на фоне своей звезды. По сути, мы сможем заглянуть в её атмосферу и понять, из каких молекул она состоит. Это как снять пробу воздуха за триллионы километров.
Такие данные позволят нам не просто гадать, а вполне научно оценить обитаемость мира. А в идеале — и вовсе наткнуться на биосигнатуры, то есть химические вещества, которые могут быть результатом жизнедеятельности организмов. Астробиологи уже давно составляют список таких «зацепок».
Конечно, первым в списке идёт кислород — продукт фотосинтеза, без которого мы с вами не проживём и пары минут. Рядом с ним вода, метан (его производят некоторые микробы), углекислый газ. Всё это — потенциальные следы жизни, какой мы её знаем.
И вот теперь команда из Массачусетского технологического института во главе с доктором Чжучанг Чжан предлагает обратить внимание ещё на одно вещество — изопрен (C5H8).
Изопрен — это органический углеводород, родственник того же метана. Только на Земле его производят не микробы в болоте, а самые разные организмы: бактерии, растения и даже животные. Это такой «побочный продукт» метаболизма. И его на планете почти столько же, сколько и метана.
Тут, правда, есть одна хитрость. В нашей кислородной атмосфере изопрен долго не живёт — он быстро разрушается, реагируя с кислородом. Поэтому, чтобы его поймать, нам нужно искать планеты с атмосферой бескислородной. Такой, какая была у ранней Земли: водород, углекислый газ, азот. Никакого вам свободного кислорода.
По расчётам учёных, как раз в период от 4 до 2,5 миллиардов лет назад, когда первые одноклеточные только начинали производить кислород, изопрена в воздухе было много. А потом случилась кислородная катастрофа: кислород стал накапливаться в атмосфере, отравив жизнь многим анаэробным организмам, заодно уничтожив и изопрен. Так что обилие этого газа может указывать на мир, стоящий на пороге грандиозных эволюционных перемен, когда жизнь уже вовсю кипит, но кислородная эра ещё не наступила.
Настоящий вызов
Звучит заманчиво, правда? Но даже для такого монстра, как «Джеймс Уэбб», поймать изопрен будет той ещё задачкой. Чтобы его сигнал можно было различить, производиться его должно в десятки, а то и в сотни раз больше, чем на древней Земле. И это ещё не всё: спектр изопрена легко спутать с сигнатурами других углеводородов, которые будут болтаться в атмосфере. Мало ли чего там намешано?
Авторы исследования считают, что настоящими охотниками за изопреном станут будущие телескопы, работающие в среднем инфракрасном диапазоне. Например, телескоп Нэнси Грейс Роман, преемник «Хаббла», запуск которого намечен на 2025 год. Возможно, именно он поможет нам если не найти инопланетные леса, то хотя бы учуять их запах за многие световые годы.
