Ученые из Массачусетского технологического института пришли к выводу, что один из самых ядовитых газов — фосфин (РН3) — в атмосферах иных планет не может быть произведен никаким другим способом, кроме как анаэробными организмами, что делает его надежным «биосигнатурным газом».
Биосигнатурными газами, или биомаркерами, называют вещества, чье присутствие в атмосфере указывает на наличие на планете органической жизни или существование такой жизни в прошлом. О существовании жизни на Земле инопланетные астрономы могли бы догадаться, например, по наличию кислорода, озота и метана в ее атмосфере. «Здесь, на Земле, кислород — действительно впечатляющий признак жизни, — говорит Клара Соуза-Силва (Clara Sousa-Silva) из отделения наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института. — Но и другие вещи, помимо живых организмов, тоже создают кислород. Важно учитывать редкие молекулы, которые могут производиться не так часто, но если вы найдете их на другой планете, этому существует только одно объяснение».
Соуза-Сильва и ее коллеги пришли к выводу, что фосфин может быть перспективным биомаркером, если его обнаружить на каменной экзопланете. Но чтобы быть уверенными в этом, они должны были исключить любую возможность того, что этот газ может быть получен другим путем. За несколько лет они проверили множество вариантов, в которых фосфор может превращаться в фосфин абиотическим способом. Ученые исследовали химические пути и термодинамику, связанные с несколькими сценариями на Земле, чтобы выяснить, могут ли они производить достаточно энергии, чтобы превратить фосфор в фосфин. «В какой-то момент мы рассматривали всё менее правдоподобные механизмы — например, при трении тектонических плит друг о друга может ли возникнуть плазменная искра, которая генерирует фосфин? — рассказывают исследователи. — Или попадание молнии в месторождение фосфора? Или фосфор, содержащийся на прошедшем через атмосферу метеорите?»
В итоге ученые пришли к выводу, что подобные варианты исключены, а значит, любое обнаружение фосфина станет верным признаком жизни. По мнению команды, если бы фосфин производился в относительно небольших количествах, эквивалентных количеству метана, выделяемого сегодня на Земле, то он мог бы генерировать в атмосфере сигнал, который был бы достаточно четким, чтобы его можно было обнаружить на расстоянии 16 световых лет от Земли при помощи продвинутой обсерватории, такой, как будущий космический телескоп «Джеймс Уэбб».
Исследование было опубликовано в журнале Astrobiology.
