Возможно, в поисках жизни мы искали не то.

Новое исследование гласит, что если мы хотим создать условия, необходимые для жизни на другой планете, не говоря уже о самой жизни, мы должны перестать надеяться на наличие углерода в ее атмосфере. Вместо этого именно отсутствие углерода в атмосфере или, по крайней мере, его отсутствие может быть признаком того, что мы приближаемся.

Вся жизнь на Земле зависит от пяти элементов: углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора. Среди этих элементов особенно важен углерод.

Таким образом, имеет смысл искать их присутствие в атмосферах планет, которые, по нашему мнению, могут поддерживать внеземную жизнь. Однако многопрофильная группа считает, что мы, возможно, заходим слишком далеко назад. Атмосфера с очень низким содержанием углерода может быть сигналом, который мы ищем, о том, что на планете есть хорошие шансы на жизнь.

Вода, состоящая из водорода и кислорода, является еще одним важным элементом, который следует искать, но только если она находится в жидкой форме. Профессор Джулиан де Вит из Массачусетского технологического института является частью команды, которая подозревает, что жидкая вода и атмосферный углерод несовместимы друг с другом.

«[A]Все функции, о которых говорилось до сих пор [as indicators of life] Де Вит сказал в заявление. «Теперь у нас есть способ узнать, есть ли жидкая вода на другой планете. Это то, к чему мы сможем добраться в ближайшие несколько лет».

По словам исследователей, планеты в данной звездной системе могли бы образоваться с одинаковым количеством углерода. «Если мы сейчас видим планету с меньшим количеством углерода, значит, она куда-то делась», — сказал соавтор профессор Эмори Тривуд из Университета Бирмингема. Более тяжелые элементы могут быть заперты в ядре планеты, но углерод для этого слишком легкий. «Единственный процесс, который может удалить такое количество углерода из атмосферы, — это мощный круговорот воды, включающий океаны жидкой воды», — продолжил Трио.

Эта идея противоречит нашей интуиции: углерод в атмосфере может указывать на его изобилие на поверхности, а это то, что нужно жизни. Однако беглый взгляд на планеты по обе стороны от нас показывает, что за этим может что-то скрываться. Венера имеет плотную атмосферу, состоящую на 96,5% из углекислого газа, но она определенно не пригодна для жизни. Из-за безудержного глобального потепления, которое вызывает газ, и кислотности, которую он производит, углекислый газ является самой большой проблемой.

С другой стороны, самым большим препятствием для жизни на Марсе, возможно, является то, насколько разрежена его атмосфера, но она содержит в основном углекислый газ, поэтому, похоже, там нет углеродного сигнала, который можно было бы обнаружить.

Между тем, пока на сцену не вышли люди, концентрации углекислого газа и метана в атмосфере Земли были очень низкими. Часть потерянного углерода скрывалась в телах живых организмов. «Биология в том виде, в каком мы ее знаем, не только производит химические вещества, но и потребляет их», — отмечают авторы. Его также много, что растворяется в океанах и оседает на морском дне, где со временем превращается в скальную породу. Авторы утверждают, что это примерно соответствует количеству, обнаруженному в атмосфере Венеры.

«Мы считаем, что если мы обнаружим истощение углерода, это, вероятно, будет явным признаком присутствия жидкой воды и/или жизни», — сказал Де Вит. С другой стороны, слишком большое количество углекислого газа будет тем, что команда называет биосигнатурой.

Знание этого было бы бесполезным, если бы мы не могли обнаружить уровни углерода в атмосфере планеты, но космический телескоп Джеймса Уэбба и будущие телескопы все чаще могут это делать, особенно для планет, которые проходят мимо своей звезды от нашего местоположения. «CO2 — очень мощный наблюдатель в инфракрасном диапазоне, и его можно легко обнаружить в экзопланетных атмосферах», — объяснил Де Вит. Авторы предполагают, что сбора данных десяти транзитов должно быть достаточно для планет вокруг ближайших звезд.

Если в атмосфере отдельной планеты мало углерода, это можно объяснить причудой в облаке, из которого образовалась система. Однако, когда можно сравнить атмосферы более чем одной планеты, как надеются сделать ученые с помощью TRAPPIST-1, расхождения могут быть весьма показательными.

Однако, хотя это снижение углекислого газа₂ Это могло бы указывать на возможность существования жизни, но не было бы доказательством ее эволюции. Для достижения этой цели необходимы другие биосигнатуры, и команда предполагает, что озон должен быть приоритетом. Озон — это постоянное пополнение атмосферы молекулярным кислородом, которое трудно объяснить без широко распространенной фотосинтетической жизни. С другой стороны, О₂ Хотя частиц больше в атмосфере Земли, они излучают излучение в более шумной части спектра.

Исследование опубликовано в Природная астрономия.