В этих газах могут скрываться признаки инопланетной жизни

Художественная иллюстрация потенциального мира Hycean, где в атмосфере можно было бы обнаружить метилгалогенидные газы. Автор: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted/STScI

Ученые нашли многообещающий новый способ обнаружения жизни на далеких планетах, основанный на мирах, которые совсем не похожи на Землю, и газах, которые редко рассматриваются при поиске внеземных цивилизаций.

В новой статье в журнале Astrophysical Journal Letters исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде описывают эти газы, которые можно обнаружить в атмосферах экзопланет — планет за пределами нашей Солнечной системы — с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, или JWST.

Называемые метилгалогенидами, эти газы содержат метильную группу, которая содержит атом углерода и три атома водорода, присоединенные к атому галогена, например, хлора или брома. На Земле они в основном производятся бактериями, морскими водорослями, грибами и некоторыми растениями.

Вместо этого JWST должен был бы нацелиться на более крупные экзопланеты, вращающиеся вокруг небольших красных звезд, с глубокими мировыми океанами и плотными водородными атмосферами, называемыми планетами Hycean. Люди не могли бы дышать или выживать на этих мирах, но некоторые микробы могли бы процветать в таких условиях.

«В отличие от планет земного типа, где атмосферный шум и ограничения телескопов затрудняют обнаружение биосигнатур, планеты созвездия Гисея дают гораздо более четкий сигнал», — сказал Эдди Швитерман, астробиолог Калифорнийского университета в Риверсайде и соавтор статьи.

Исследователи полагают, что поиск метилгалогенидов на хикейских мирах является оптимальной стратегией на данный момент времени.

«В настоящее время кислород трудно или невозможно обнаружить на планете, похожей на Землю. Однако метилгалогениды на мирах Hycean предоставляют уникальную возможность для обнаружения с помощью существующих технологий», — сказала Микаэла Леунг, планетолог из Калифорнийского университета в Риверсайде и первый автор статьи.

Кроме того, обнаружение этих газов может оказаться проще, чем поиск других типов биосигнальных газов, указывающих на наличие жизни.

«Одним из главных преимуществ поиска метилгалогенидов является то, что вы можете потенциально найти их всего за 13 часов с помощью Джеймса Уэбба. Это примерно столько же или намного меньше, сколько времени телескопа вам понадобится, чтобы найти такие газы, как кислород или метан», — сказал Люнг. «Меньше времени с телескопом означает меньшую стоимость».

Хотя формы жизни производят метилгалогениды на Земле, этот газ содержится в низких концентрациях в нашей атмосфере. Поскольку планеты Hycean имеют совершенно другой состав атмосферы и вращаются вокруг другого типа звезд, газы могут накапливаться в их атмосферах и быть обнаруженными на расстоянии в световые годы.

«Эти микробы, если бы мы их обнаружили, были бы анаэробными. Они были бы адаптированы к совершенно иному типу среды, и мы не можем себе представить, как это выглядит, за исключением того, что эти газы являются вероятным результатом их метаболизма», — сказал Швитерман.

Исследование основано на предыдущих исследованиях, посвященных изучению различных биосигнатурных газов, включая диметилсульфид, еще один потенциальный признак жизни. Однако метилгалогениды кажутся особенно многообещающими из-за их сильных абсорбционных свойств в инфракрасном свете, а также их потенциала для высокого накопления в атмосфере с преобладанием водорода.

Хотя Джеймс Уэбб в настоящее время является лучшим инструментом для этого поиска, будущие телескопы, такие как предлагаемая европейская миссия LIFE, могли бы сделать обнаружение этих газов еще проще. Если LIFE будет запущен в 2040-х годах, как предполагается, он мог бы подтвердить наличие этих биосигнатур менее чем за день.

«Если мы начнем находить метилгалогениды на нескольких планетах, это будет означать, что микробная жизнь распространена во всей Вселенной», — сказал Льюнг. «Это изменит наше понимание распределения жизни и процессов, которые приводят к зарождению жизни».

В дальнейшем исследователи планируют расширить эту работу на другие типы планет и другие газы. Например, они провели измерения газов, выделяющихся из моря Солтон, которое, по-видимому, производит галогенированные газы, такие как хлороформ.

«Мы хотим получить данные о других явлениях, которые возникают в экстремальных условиях на Земле и которые могут быть более распространены в других местах», — сказал Швитерман.

Даже когда исследователи расширяют границы обнаружения, они признают, что прямой отбор проб атмосфер экзопланет остается за пределами нынешних возможностей. Однако достижения в области технологий телескопов и исследований экзопланет могут однажды приблизить нас к ответу на один из самых важных вопросов человечества: одиноки ли мы?

«Люди не посетят экзопланету в ближайшее время», — сказал Швитерман. «Но знание того, где искать и что искать, может стать первым шагом в поиске жизни за пределами Земли».

Больше информации: Michaela Leung et al, Examining the Potential for Methyl Halide Accumulation and Detectability in Possible Hycean-type Atmospheres, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adb558

Источник: University of California - Riverside