Детекторы угарного газа в наших домах предупреждают об опасном накоплении этого бесцветного газа без запаха, который мы обычно связываем со смертью. Астрономы, вообще-то, тоже считали, что накопление моноксида углерода в атмосфере планеты должно быть верным признаком безжизненности. И вот исследовательская группа из Калифорнийского университета в Риверсайде утверждает обратное: небесные детекторы окиси углерода могут фактически предупредить нас о наличии простых форм жизни в далеком мире.
Жизнь и угарный газ: совместимы или нет?
«С запуском космического телескопа Джеймса Уэбба через два года астрономы смогут анализировать атмосферы некоторых твердых экзопланет», говорит Эдвард Швитерман, ведущий автор работы и научный сотрудник NASA кафедры наук о Земле при университете. «Было бы стыдно упустить из виду обитаемый мир только потому, что мы не учли все возможности».
В исследовании, которое появилось сегодня в The Astrophysical Journal, команда Швитермана использовала компьютерные модели химии в биосфере и атмосфере для идентификации двух интригующих сценариев, в которых моноксид углерода легко накапливается в атмосферах планет с жизнью.
В первом сценарии команда нашла ответы в глубоком прошлом нашей планеты. На современной, богатой кислородом Земле окись углерода не может накапливаться, потому что газ быстро разрушается химическими реакциями в атмосфере. Но три миллиарда лет назад мир был совсем другим. Океаны уже кишели микробной жизнью, но атмосфера была почти лишена кислорода, а солнце было намного тусклее.
Модели команды показывают, что древняя версия обитаемой Земли могла поддерживать уровень моноксида углерода примерно в 100 частей на миллион (ppm) — на несколько порядков больше, чем части на миллиард, которые находятся в атмосфере сегодня.
«Это означает, что мы можем ожидать высокое содержание окиси углерода в атмосфере обитаемых, но бедных кислородом экзопланет, вращающихся вокруг звезд, подобных нашему собственному солнцу», говорит Тимоти Лайонс, один из соавторов исследования. «Это прекрасный пример возможности использовать прошлое Земли в качестве ориентира для поиска жизни в других местах Вселенной».
Второй сценарий еще более благоприятен для накопления окиси углерода: фотохимия вокруг красных карликовых звезд вроде Проксимы Центавра, ближайшей к нашему Солнцу звезде на расстоянии 4,2 световых лет. Модели команды предсказывают, что если планета вокруг такой звезды будет населена и богата кислородом, мы должны ожидать, что содержание угарного газа будет чрезвычайно высоким — от сотен частей на миллион до нескольких процентов.
«Учитывая различный астрофизический контекст таких планет, мы не должны удивляться, если найдем микробные биосферы, способствующие накоплению высоких уровней окиси углерода», говорит Швитерман. «Тем не менее, они безусловно будут не самым лучшим местом для жизни людей или животных, которые гуляют по Земле».