Гипотетические экзопланеты класса Hycean — миры с глубокими океанами под толстой водородной атмосферой — могут стать лучшими кандидатами для поиска внеземной жизни с помощью космического телескопа James Webb (JWST). К такому выводу пришла группа астробиологов из Калифорнийского университета в Риверсайде и ETH Zurich. Их исследование сосредоточено на обнаружении метилгалогенидов — химических соединений, которые на Земле производятся бактериями и морскими водорослями.
"В отличие от землеподобных планет, где атмосферные помехи и ограничения телескопов затрудняют поиск биосигнатур, Hycean-миры дают гораздо более четкий сигнал", — говорит Эдди Швитерман, астробиолог из Калифорнийского университета.
Что такое Hycean-планеты?
Термин "Hycean" (от англ. hydrogen и ocean) был предложен в 2021 году астрономом Никку Мадхусудханом из Кембриджского университета. Эти планеты представляют собой подкласс субнептунов — миров, размеры которых находятся между Землей и Нептуном. Их ключевая особенность — наличие:
- глубокого океана жидкой воды,
- плотной водородной атмосферы,
- умеренных температур в зоне обитаемости красных карликов.
Наиболее изученным кандидатом в Hycean-планеты является K2-18b, расположенная в 124 световых годах от Земли в созвездии Льва. В 2019 году телескоп Hubble обнаружил водяной пар в ее атмосфере, а JWST в 2023 году подтвердил наличие углекислого газа и метана. Более того, есть спорные данные о возможном присутствии диметилсульфида — соединения, которое на Земле производят только морские микроорганизмы.
Почему метилгалогениды — идеальные биомаркеры?
Исследователи из Калифорнийского университета предложили сосредоточиться на поиске метилгалогенидов — молекул, содержащих углерод, водород и галогены (хлор, бром, фтор). На Земле эти соединения:
- Создаются исключительно живыми организмами.
- Имеют четкие спектральные линии в инфракрасном диапазоне, который идеально подходит для JWST.
- Могут накапливаться в больших количествах в водородных атмосферах Hycean-планет.
Микаэла Леунг, ведущий автор исследования, объясняет: "Для обнаружения метилгалогенидов JWST потребуется всего около 13 часов наблюдений. Это значительно дешевле и быстрее, чем поиск кислорода или метана на землеподобных планетах."
Проблемы и перспективы
Несмотря на оптимизм ученых, остаются серьезные вопросы:
- Существуют ли Hycean-миры? Пока это лишь теоретическая модель, объясняющая свойства некоторых субнептунов.
- Могут ли их океаны поддерживать жизнь? Высокие температуры и давление под водородной оболочкой могут быть смертельными для известных нам организмов.
Однако, если жизнь на таких планетах существует, она должна быть анаэробной — то есть не требующей кислорода. На Земле такие организмы встречаются в экстремальных условиях, например, возле гидротермальных источников.
Почему Hycean-планеты важны для астробиологии?
Красные карлики составляют 75% звезд Млечного Пути. Если Hycean-миры действительно распространены, они могут оказаться главными кандидатами на обитаемость в нашей галактике. Их толстая водородная атмосфера защищает от губительного излучения звезд, что делает их более устойчивыми, чем землеподобные планеты.
Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters и открывает новые горизонты для JWST. В ближайшие годы телескоп может проверить эту гипотезу, направив свои инструменты на K2-18b и другие кандидаты.