Життя на екзопланетах запропонували шукати по-новому

Лабораторне моделювання атмосфери населеної планети, такої як Земля, сильно змінило уявлення вчених про те, які ознаки життя потрібно шукати на далеких екзопланетах.

Вчені з Університету Джонса Хопкінса виявили, що невеликий вміст сірки на планеті, придатній для утворення життя, призводить до багаторазового збільшення її сполук в атмосфері. Результати лабораторних досліджень, опубліковані в Nature Astronomy, змусили вчених по-іншому поглянути на параметри пошуку можливо населених екзопланет з далеких куточків галактик.

Сірка є одним з головних хімічних елементів, які виділяються в процесах життєдіяльності рослин і тварин. Вона є у складі багатьох органічних молекул, у тому числі амінокислот і ферментів. Наявність сірки в атмосфері екзопланет може свідчити про їхню населеність. Але в яких сполуках і в якому вигляді шукати сірку на цих планетах?

Провести лабораторні дослідження з сірою не так просто, як може здатися на перший погляд. Елемент вважається досить активним і може реагувати з усім, з чим зіткнеться, включаючи обладнання. Команда Чао Хе (Chao He), помічника наукового співробітника в Департаменті Землі та Планетарних наук в Університеті Джона Хопкінса спеціально спроектувала під експеримент дослідницьку камеру Planetary HAZE (PHAZER), в якій відтворила умови земної атмосфери.

Камеру заповнили вуглекислим і чадним газом, воднем, водою, азотом і гелієм. Джерелами енергії служили тліючий плазмовий розряд змінного струму і ультрафіолетова лампа, що імітують природні каталізатори хімічних реакцій. Плазмовий розряд у досвіді моделював потужні джерела природного струсу: розряди блискавки і частинки космічного випромінювання. Ультрафіолет, у свою чергу, є двигуном більшості хімічних реакцій в атмосфері.

У першому досвіді в суміш реагентів додали 1,6% сірки. У другому - сірка була відсутня. Штучно відтворену атмосферу Землі залишали на якийсь час у спокої, а потім аналізували кількість твердих частинок, що утворилися в ході реакцій.

У суміші, де була присутня сірка, виявили в 3 рази більше твердих частинок, зважених у газі. Отриманий «туман» складався переважно з органічних сполук сірки, а не з неорганічних сірчаної кислоти і октасери (S8), як припускали дослідники.

Вчені сподіваються, що отримані результати ляжуть в основу спектрометричного аналізу виявлених у майбутньому екзопланет. «Нова інформація означає, що тепер, спостерігаючи спектри атмосфери екзопланет, дослідники повинні шукати органічні сполуки сірки, - розповів Чао Хе, - Принаймні, їх присутність не повинна бути незвичайною і несподіваною».