Этот газ без запаха и цвета, который называют окисью углерода, монооксидом углерода или угарным газом, крайне опасен для жизни. А в местах, где существует опасность его накопления, специальные детекторы контролируют уровень его концентрации, представляющий опасность для человека. И до сих пор этот газ считался и у астробиологов убедительным показателем: если он содержится в больших количествах в атмосфере далекой планеты, значит в том мире, вероятнее всего, жизни, подобной земной, существовать просто не может. То есть угарный газ в атмосфере рассматривался в качестве такой себе антибиосигнатуры. Однако в новом исследовании американские ученые пришли к совершенно противоположному выводу.
Как пишет в журнале Astrophysical Journal команда Эдварда Швитермана из Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR), угарный газ (СО) может оказаться даже признаком того, что на планете существуют простые формы жизни.
По словам Швитермана, уже с помощью преемника телескопа Hubble, космического телескопа James Webb (JWST), этот газ может быть идентифицирован в атмосферах вокруг некоторых отдаленных экзопланет. «И тогда может стать настоящим позором, если мы пропустим живые миры лишь только потому, что не рассмотрим все возможности существования жизни».
Используя компьютерные модели, исследователи смоделировали потенциальную химию отдаленных биосфер и атмосфер, чтобы исследовать два захватывающих сценария, в которых монооксид углерода также накапливается в атмосферах планет, на которых существует жизнь.
В первом сценарии предполагаемая планета похожа на Землю на одной из ранних стадий развития: «На богатой сегодня кислородом почве окись углерода накапливаться не может, потому что газ очень быстро разлагается в результате химических реакций в атмосфере. Но три миллиарда лет назад наша Земля была совсем другим местом. Океаны уже были полны микробиологической жизни, но атмосфера почти не имела кислорода, а наше Солнце было при этом намного слабее».
В своих моделях ученые сначала создали раннюю версию этой уже живой, но еще бедной кислородом Земли, в атмосфере которой содержание угарного газа могло составлять около 100 частей на миллион (ppm) - на несколько порядков выше, чем сегодняшний уровень, составляющий около 100 частей на миллиард.
Результат этого моделирования показывает, что окись углерода вполне может присутствовать в атмосферах уже живых, но в то же время бедных атмосферным кислородом планет возле звезд, подобных нашему Солнцу. «Это прекрасный пример того, как даже наша собственная планета может быть использована в качестве основы для поиска внеземной жизни в других частях вселенной», - говорит Тимоти Лайонс, соавтор исследования и директор Центра астробиологии альтернативных земель при Калифорнийском университете в Риверсайде.
Но в ходе второго моделирования был найден еще более идеальный сценарий накопления окиси углерода. Здесь исследователи моделировали фотохимию на планете, вращающейся вокруг звезды типа красного карлика, такого, как ближайшая к Солнцу соседняя звезда Проксима Центавра. В своих симуляциях ученые моделировали планеты, которые уже несли на себе жизнь и имели богатую кислородом атмосферу. Но и здесь оказалось, что уровень окиси углерода может быть на удивление высоким, варьируясь от сотен частей на миллион до нескольких процентов.
«Учитывая эти различные возможные астрофизические условия, мы не должны удивляться, обнаружив микробиологические биосферы / атмосферы с высоким уровнем угарного газа», - продолжает Швитерман. - «Но при этом такие среды могут (пока) не подходить для высших форм жизни, таких как животные и люди, какими мы их знаем по Земле».
Это исследование является частью обширной работы по обобщению результатов будущих миссий в каталогах, по определению различных составов экзопланетных атмосфер и изучению их потенциальной пригодности для жизни и, возможно, существующих там так называемых биосигнатур. В контексте этой работы некоторые газы, в том числе упомянутый монооксид углерода - были классифицированы в качестве доказательства того, что на планете не может быть жизни (так называемые антибиосигнатуры), если такой газ находится в атмосфере планет в большом количестве. «И вот теперь мы знаем, что это не обязательно так. И здесь важно определить, какие количества углекислого газа все еще совместимы с потенциальным существованием биосферы на планете», - говорит ученый.
Еще больше о космосе вы можете узнать на нашем официальном сайте PULSAR.