№ 4

Декабрь/2022

Russian Traveler 04/2022

Брокколи поможет учёным обнаружить жизнь в космосе

Газ брокколи в воздухе посылает безошибочный биологический сигнал.

Брокколи, наряду со многими другими растениями и микроорганизмами, выделяет газы, которые помогают им выводить токсины. Ученые считают, что эти газы могут предоставить убедительные доказательства существования жизни на других планетах.

Такие типы газов образуются, когда организмы добавляют углерод и три атома водорода к нежелательному химическому элементу, чтобы избавиться от него. Этот процесс, называемый метилированием, может превратить потенциальные токсины в газы, которые безопасно улетучиваются в атмосферу. Если бы такие газы удалось обнаружить в атмосфере другой планеты, они бы могли намекнуть, что там есть жизнь.

«Метилирование настолько широко распространено на Земле, что мы считаем, что и в других обитаемых местах этот процесс будет присутствовать. У большинства клеток есть механизмы для удаления вредных веществ», – Микаэла Леунг, планетолог из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Один из метилированных газов, бромистый метил, или метилбромид имеет ряд преимуществ перед другими газами, которые традиционно используются при поиске жизни за пределами нашей Солнечной системы. На Земле бромистый метил выделяет брокколи, другие крестоцветные растения и некоторые водоросли. А на других планетах его может выделять кто-либо еще. 

Леунг руководила исследованием, опубликованным в Astrophysical Journal, в котором изучались и количественно оценивались эти преимущества. Во-первых, метилбромид остается в атмосфере в течение более короткого времени, чем традиционные биосигнатурные газы.

«Если вы его найдете, велика вероятность, что он был сделан не так уж давно – и что кто бы его ни сделал, он продолжает его производить», – говорит Леунг.  

Еще одно преимущество: бромистый метил, скорее всего, был создан чем-то живым, и в этом его отличие, например, от метана, который может образовываться в результате небиотических процессов.

«Существует ограниченное количество способов создания этого газа с помощью небиологических средств, поэтому, если вы его найдете, это более показательно для жизни», – Микаэла Леунг.

Кроме того, бромистый метил поглощает свет рядом с биосигнатурой своего «двоюродного брата», хлористого метила, что облегчает поиск обоих веществ и присутствия жизни. Хотя бромистый метил чрезвычайно распространен на Земле, его нелегко обнаружить в нашей атмосфере из-за интенсивности ультрафиолетового излучения Солнца.

Тем не менее, исследование показало, что бромистый метил будет легче обнаружить вокруг карликовой звезды класса М, чем в нашей Солнечной системе или подобных ей. Карлики типа М меньше и холоднее нашего Солнца, и они производят меньше УФ-излучения, которое приводит к распаду воды.

«Карликовая звезда-хозяин M увеличивает концентрацию и обнаруживаемость бромистого метила на четыре порядка по сравнению с Солнцем», – говорит Леунг.

Это хорошая новость для астрономов, потому что М-карлики встречаются более чем в 10 раз чаще, чем такие звезды, как наше Солнце, поэтому они должны стать первыми целями в предстоящих поисках жизни на экзопланетах.

По этим причинам исследователи с оптимизмом смотрят на то, что астробиологи начнут учитывать бромистый метил в будущих миссиях и при планировании возможностей телескопов, которые будут запущены в ближайшие десятилетия.

Фото: Pekka Nikrus / Flickr

Хотя космический телескоп Джеймса Уэбба не особенно оптимизирован для обнаружения похожих на Землю планетарных атмосфер вокруг других звезд, некоторые очень большие наземные телескопы, которые появятся в конце десятилетия, нацелены именно на это. Они будут лучше приспособлены для анализа состава атмосфер экзопланет.

Исследовательская группа Леунг намерена изучить возможность использования других метилированных газов в качестве целей при поиске внеземной жизни, поскольку эта группа газов особенно тесно связана с присутствием жизни где бы то ни было.

«Мы считаем, что бромистый метил – лишь один из многих газов, обычно производимых организмами на Земле, которые могут предоставить убедительные доказательства существования жизни далеко за пределами нашей планеты. Это всего лишь верхушка айсберга», – заключает соавтор исследования Эдди Швитерман.