Американские исследователи пришли к выводу, что оксид азота (I), или веселящий газ, в атмосфере экзопланет может выступать маркером наличия жизни. Эти данные будут учитывать, когда космический телескоп «Джеймс Уэбб» получит информацию об атмосферах каменистых экзопланет, напоминающих Землю.
Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) предположили, что в типичном списке химических веществ, используемом астробиологами для поиска жизни на других планетах, не хватает оксида азота (I), или веселящего газа (N2O). Результаты исследования, которое привело их к этому выводу, опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.
Перечень химических соединений в атмосфере планеты, способных указывать на наличие жизни, обычно включает газы, в изобилии присутствующие сегодня в атмосфере Земли. Однако веселящему газу всегда уделяли крайне мало внимания.
Теперь исследователи оценили, сколько закиси азота могут производить живые существа на планете земного типа. Затем они создали компьютерные модели такой планеты, вращающейся вокруг различных типов звезд, и определили количество N2O, которое могла бы обнаружить обсерватория вроде космического телескопа «Джеймс Уэбб».
Для примера авторы работы рассмотрели звездную систему TRAPPIST-1, расположенную в созвездии Водолея и хорошо подходящую для исследования каменистых планет в обитаемой зоне звезды. Ученые пришли к выводу, что в TRAPPIST-1 закись азота потенциально можно обнаружить на уровне, сравнимом с углекислым газом или метаном.
В атмосфере Земли N2O появляется в результате жизнедеятельности различных бактерий, но это не единственный путь. Это авторы учли во время моделирования. Небольшое количество закиси азота создают, например, молнии. Однако вместе с N2O молния также производит диоксид азота, что может помочь астробиологам различать погодные условия и биологические процессы, создавшие этот газ.
Кроме того, считалось, что N2O будет трудно выявить на большом расстоянии. Но этот вывод основан на сегодняшних концентрациях N2O в атмосфере Земли: он не учитывает периоды в истории нашей планеты, когда условия способствовали гораздо большему биологическому выбросу N2O.
Авторы также сообщили, что излучение звезд спектральных классов K и M (к последнему относится звезда TRAPPIST-1) разрушает молекулы N2O куда менее эффективно, чем Солнце. Сочетание этих двух эффектов может значительно увеличить концентрацию N2O в атмосферах потенциально обитаемых планет.
