Вскоре состоится запуск нового мощного космического телескопа НАСА James Webb («Джеймс Уэбб»). После развертывания и достижения телескопом 2-й точки Лагранжа системы Земля-Солнца, он начнет работу. Одной из целей миссии станет изучение атмосфер далеких экзопланет в поисках биосигнатур, или признаков жизни. Но какие из известных астрономам биосигнатур считать наиболее надежными? Ответить на этот вопрос постарались получить исследователи под руководством Николаса Вогана (Nicholas Wogan) в новой научной работе.
В атмосфере Земли в большом количестве (порядка 21 процента) присутствует кислород, однако считать кислород надежной биосигнатурой нельзя по двум причинам. Во-первых, пример Земли показывает, что от появления первых сине-зеленых водорослей, выделяющих кислород в результате фотосинтеза, до обогащения атмосферы кислородом в количествах, доступных надежному обнаружению, могут пройти сотни миллионов лет. Поэтому, ориентируясь на кислород, мы можем пропустить планету, на которой в действительности уже давно существует жизнь. Вторая проблема состоит в том, что кислород активно связывается веществом магмы, например, железом, формируя прочные оксиды. Это дополнительно снижает наблюдаемые концентрации кислорода в составе атмосфер далеких экзопланет.
Более надежной биосигнатурой можно считать наличие в атмосфере неравновесных концентраций метана (CH4) и углекислого газа (CO2) – и в новом исследовании команда Вогана показывает, что на самом деле небиологическое происхождение этой пары газов в атмосферах планет является маловероятным. Небиологическое происхождение в этом случае подразумевает вулканизм.
Данный результат, полученный командой при помощи компьютерного термодинамического моделирования, связан с тем, что водород демонстрирует тенденцию к связыванию с магмой и не склонен выделяться в составе богатых атомами водорода газов, таких как CH4. Вторая возможная причина состоит в том, что для формирования CH4 требуется низкотемпературная магма, а большая часть земной магмы является более высокотемпературной.
Согласно авторам, в тех маловероятных случаях, когда метан образуется в результате вулканизма, его сопровождает диоксид углерода (CO2). Таким образом, еще более надежной биосигнатурой можно считать метан, не сопровождаемый в атмосфере планеты диоксидом углерода, пояснили авторы.
Исследование опубликовано в журнале Planetary Science Journal.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20201228205243
Обозрение "Terra & Comp".
