Диметилсульфид попал в новости после того, как космический телескоп НАСА «Джеймс Уэбб», возможно, обнаружил относительно высокий уровень его содержания в атмосфере экзопланеты под названием K2-18 b
Ученые и энтузиасты внеземных исследований в восторге от того, что группа исследователей, изучавших атмосферу экзопланеты K2-18 b с помощью космического телескопа НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST), только что объявила о том, что обнаружила высокий уровень содержания либо химического вещества диметилсульфида, либо очень похожего на него соединения, назвав это намеком на инопланетную жизнь. Хотя большинство людей никогда не слышали о диметилсульфиде, он повсюду окружает нас на Земле. Но что это за соединение и действительно ли оно является признаком жизни за пределами Земли?
Что такое диметилсульфид?
В химическом смысле диметилсульфид состоит из одного атома серы, соединенного с двумя метильными группами, каждая из которых содержит один атом углерода и три атома водорода. В результате получается маленькая молекула с огромной способностью оскорблять человеческий нос. «Любая из этих серных штучек будет очень вонючей — пхнущей чесноком, тухлыми яйцами», — говорит Элеонора Браун, химик из университета Колорадо в Боулдере.
Диметилсульфид постоянно вырабатывается крошечным планктоном в океанах. Оттуда он поднимается в атмосферу, где составляет примерно одну из каждого миллиарда молекул. Находясь в воздухе, каждая отдельная молекула диметилсульфида живет всего несколько часов или, самое большее, около суток, прежде чем разрушится в результате реакций, которые запускаются под воздействием солнечного света и различных атмосферных соединений.
По словам Браун, этот процесс важен с научной точки зрения здесь, на поверхности, поскольку в результате этих реакций образуются крошечные частицы, называемые аэрозолями, которые зарождают облака, что делает диметилсульфид важным соединением для понимания климатических моделей и других атмосферных наук.
От Земли до K2-18 b
Поскольку весь диметилсульфид, обнаруживаемый в атмосфере Земли, производят микробы и поскольку он так быстро распадается, ученые уже давно считают, что это соединение может быть так называемой биосигнатурой — отпечатком жизни, который можно обнаружить на расстоянии на других планетах, далёких от нашей. «На Земле это считается действительно чистой и однозначной биосигнатурой», — говорит Нора Хенни, химик из Бернского университета в Швейцарии.
Появился JWST — технологическое устройство, обладающее беспрецедентной способностью обнаруживать химические вещества в атмосфере планет, проходящих между своей звездой и телескопом. Учёные пригласили JWST для изучения K2-18 b, которая была обнаружена в 2015 году на орбите небольшой холодной звезды на расстоянии около 124 световых лет от Земли. По размерам экзопланета находится между Землей и Нептуном и принадлежит к тому диапазону, который учёные никогда не видели вблизи.
В 2023 году исследователи под руководством Никку Мадхусудхана, астрофизика из Кембриджского университета, объявили о первых признаках наличия диметилсульфида в атмосфере K2-18 b. В то время другие ученые не смогли подтвердить это открытие. Но в среду Мадхусудхан и его команда объявили, что второй прибор JWST обнаружил либо это соединение, либо аналогичную потенциальную биосигнатуру, диметилдисульфид, с большей уверенностью, чем предыдущие наблюдения, и на гораздо более высоком уровне, чем в атмосфере Земли. Новые результаты были опубликованы 17 апреля в журнале Astrophysical Journal Letters, о чем я писал вчера. «Чтобы объяснить полученные данные, нужны концентрации, в тысячи раз превышающие земные», — сказал он во время презентации, транслировавшейся 17 апреля на YouTube.
Убрать «био» из биосигнатуры?
На основании новых наблюдений JWST и расчета того, что K2-18 b находится на таком расстоянии от своей звезды, которое позволяет жидкой воде оставаться на её поверхности, Мадхусудхан сделал вывод, что наиболее логичным объяснением является то, что планета покрыта океаном тёплой воды, который «кишит жизнью», сказал он во время презентации в четверг.
Но и Хенни, и Браун провели недавнее исследование, которое показало, что полагаться на диметилсульфид как на убедительный признак жизни было бы ошибочно. Браун и её коллеги произвели его и подобные соединения в лабораторной симуляции ранней атмосферы Земли, не включая живые организмы. Хенни и ее команда обнаружили молекулу на замерзшей комете 67P/Чурюмова-Герасименко, которую Европейское космическое агентство исследовало вблизи с помощью миссии «Розетта».
Оба исследователя подчеркивают, что учёные еще недостаточно знают о K2-18 b, чтобы определить, был ли диметилсульфид, обнаруженный в ее атмосфере, произведен живыми организмами или абиотическими случайностями, которые привели к их собственным наблюдениям. Исследователи даже не знают, исчезнет ли это соединение так же быстро, как в богатой азотом атмосфере Земли, учитывая, что в атмосфере инопланетного мира преобладает углекислый газ.
«Химия, планеты и все эти процессы настолько разнообразны, — говорит Браун. — Всегда найдется способ получить что-то абиотическим путем».
И если жизнь производит диметилсульфид, то она должна производить и другие соединения, говорит Крис Линтотт, астроном из Оксфордского университета. «[Диметилсульфид] должен существовать в химической сети. Если его производит биология, он должен распадаться, и сырье, например H2S [сероводород], используемое для его производства, тоже должно быть видно в спектре. Но это не так».
В целом он утверждает, что местный контекст всегда будет определять, что именно является биосигнатурой. «Поиск биологического на Земле не является хорошим ориентиром для того, что может быть биологическим в других местах», — говорит он.
Рекомендую посмотреть об этом:
Приходите на мой канал ещё — к нашему общему удовольствию! Комментируйте публикации, лайкайте, воспроизводите на своих страницах в соцсетях!
Теперь вы можете одонатить тут мой труд любой приемлемой для вас суммой.