Жизнь на экзопланетах предложили искать по-новому
Ученые из Университета Джонса Хопкинса обнаружили, что небольшое содержание серы на планете, пригодной для образования жизни, приводит к многократному увеличению ее соединений в атмосфере. Результаты лабораторных исследований, опубликованные в Nature Astronomy, заставили ученых по-другому взглянуть на параметры поиска возможно обитаемых экзопланет из далеких уголков галактик.
Сера является одним из главных химических элементов, которые выделяются в процессах жизнедеятельности растений и животных. Она есть в составе многих органических молекул, в том числе аминокислот и ферментов. Наличие серы в атмосфере экзопланет может свидетельствовать об их обитаемости. Но в каких соединениях и в каком виде искать серу на этих планетах?
Провести лабораторные исследования с серой не так просто, как может показаться на первый взгляд. Элемент считается довольно активным и может реагировать со всем, с чем соприкоснется, включая оборудование. Команда Чао Хэ (Chao He), помощника научного сотрудника в Департаменте Земли и Планетарных наук в Университете Джона Хопкинса специально спроектировала под эксперимент исследовательскую камеру Planetary HAZE (PHAZER), в которой воссоздала условия земной атмосферы.
Камеру заполнили углекислым и угарным газом, водородом, водой, азотом и гелием. Источниками энергии служили тлеющий плазменный разряд переменного тока и ультрафиолетовая лампа, имитирующие естественные катализаторы химических реакций. Плазменный разряд в опыте моделировал мощные источники природной встряски: разряды молнии и частицы космического излучения. Ультрафиолет, в свою очередь, является двигателем большинства химических реакций в атмосфере.
В первом опыте в смесь реагентов добавили 1,6% серы. Во втором — сера отсутствовала. Искусственно воссозданную атмосферу Земли оставляли на какое-то время в покое, а затем анализировали количество твердых частиц, образовавшихся в ходе реакций.
В смеси, где присутствовала сера, обнаружили в 3 раза больше твердых частиц, взвешенных в газе. Полученный «туман» состоял преимущественно из органических соединений серы, а не из неорганических серной кислоты и октасеры (S8), как предполагали исследователи.
Ученые надеются, что полученные результаты лягут в основу спектрометрического анализа обнаруживаемых в будущем экзопланет. «Новая информация означает, что теперь, наблюдая спектры атмосферы экзопланет, исследователи должны искать органические соединения серы, — рассказал Чао Хэ, — По крайней мере, их присутствие не должно быть необычным и неожиданным».