Биосигнатуры не всегда являются показателем жизни в других мирах
Наиболее вероятный способ найти жизнь на далекой экзопланете — это обнаружить там биосигнатуру. Это можно сделать, изучая атмосферные спектры планеты, чтобы найти спектральную картину, которая может быть создана только в результате биологических процессов.
Хотя это звучит правдоподобно, это не совсем так. Наличие простых молекул, таких как вода и кислород, не доказывает существование жизни на планете. Это правда, что атмосфера Земли богата кислородом благодаря жизни, но геологическая активность также может производить большое количество кислорода.
И, как показывает новое исследование, некоторые молекулы, которые ученые долгое время считали биологическими по происхождению, могут таковыми не быть.
В идеале астрономы хотели бы найти доказательства существования действительно сложной молекулы, такой как хлорофилл. Но вряд ли в атмосфере будут многие тонны хлорофилла, поэтому спектральная картина будет слабой, и даже если бы она была ясной, картина сложна и ее трудно различить.
Поэтому астрономы обычно сосредотачиваются на более простых, но уникальных молекулах. Среди атмосферных газов, которые были предложены в качестве возможных биосигнатур в экзопланетных атмосферах, сероорганические газы в настоящее время считаются одним из наиболее надежных индикаторов существующей жизни.
Одной из таких молекул является диметилсульфид (CH3)2S или DMS. Он производится только фитопланктоном на Земле, поэтому может быть сильным индикатором жизни. По крайней мере, так думали.
В новой работе команде ученых удалось синтезировать DMS и другие молекулы на основе серы в лаборатории абиотическим путем. Хотя это не доказывает, что тот же процесс может происходить в природе, они показали, как DMS может быть сформирован на планете с органикой.
Ученые знают о существовании таких планет, потому что спутник Сатурна — Титан, является именно таким миром. Если, например, Титан оказался бы ближе к Солнцу, ультрафиолетовое излучение было бы достаточно значительным, чтобы вызвать химические реакции, необходимые для создания DMS.
Если бы Титан находился на орбите Земли, далекая инопланетная раса обнаружила бы DMS в атмосфере планеты в обитаемой зоне Солнца. Это выглядело бы как явная биосигнатура, но Титан все равно был бы токсичен для жизни в том виде, в котором мы ее знаем.
Но на Титане может быть присутствие экзотической жизни, что является еще одним выводом этого исследования. В то время как авторы показывают, что присутствие DMS или подобных молекул не доказывает существование жизни на планете, они утверждают, что это указывает на сильный потенциал для жизни.
В принципе, теплая планета с богатым органическим присутствием в атмосфере обязательно должна иметь сложные органические молекулы, необходимые для эволюции жизни. Если DMS существует в атмосфере, то, по крайней мере, существует потенциал для жизни.
Хотя это исследование показывает, что нужно быть осторожными при обращении с конкретными молекулами как с биосигнатурами, оно также подтверждает то, что ученые знали в течение некоторого времени.
Открытие жизни в другом мире вряд ли произойдет как один великий момент озарения. Более вероятно, что несколько планет будет иметь химические маркеры, которые намекают на возможность жизни.
Со временем, по мере того как исследователи будут находить все больше биомаркеров-кандидатов в их атмосферах, мы будем все более уверены в существовании жизни.
Статья была опубликована в The Astrophysical Journal Letters.