Астрономы придумали беспроигрышный способ обнаружения воды и биологической жизни в далёких мирах

Группа астрономов предложила новый, потенциально эффективный метод поиска биологической активности на экзопланетах, который может кардинально изменить стратегию работы космических телескопов. Вместо поиска сложных биомаркеров ученые предлагают сфокусироваться на аномально низком содержании углекислого газа в атмосфере — это, по их мнению, указывает на наличие океанов и, вероятно, жизни. Если гипотеза подтвердится, телескоп «Джеймс Уэбб» сможет совершить открытие века в ближайшие годы.

Углекислый газ как ключ к поиску океанов

Исследователи из Массачусетского технологического института и Бирмингемского университета пересматривают общепринятые подходы к поиску внеземной жизни. До сих пор главным критерием для отбора кандидатов было нахождение планеты в «зоне Златовласки» — области вокруг звезды, где вода может существовать в жидком виде. Однако новый метод предлагает более практичный и проверяемый индикатор.

Суть гипотезы проста: на планетах с большими океанами вода активно поглощает углекислый газ из атмосферы. На Земле, например, океаны абсорбируют около 80% CO₂, выбрасываемого биосферой. В то же время на Венере, где воды нет, концентрация углекислоты достигает 96,5%. Ученые предлагают искать экзопланеты с аномально низким содержанием CO₂ в атмосфере — это будет прямым указанием на наличие жидкой воды на поверхности.

Озон как вторичный, но решающий маркер

Наличие воды — лишь половина успеха. Чтобы отличить геологически активную, но безжизненную планету от мира, населенного организмами, исследователи предлагают обратить внимание на озон. Этот газ легче обнаружить в спектре атмосферы, чем молекулярный кислород.

Логическая цепочка выглядит следующим образом: если на планете существует развитая биосфера, она будет активно потреблять углерод и выделять кислород. Под воздействием ультрафиолета звезды кислород трансформируется в озон. Избыток озона в сочетании с дефицитом CO₂ становится мощным свидетельством биологической активности.

«Если мы видим озон в такой атмосфере, высока вероятность, что он связан с жизнью, потребляющей углекислый газ, — комментируют авторы работы. — Речь идет не о примитивных бактериях. Это будет биомасса планетарного масштаба, способная перерабатывать огромные объемы углерода».

Сложность обнаружения внеземной жизни всегда упиралась в технические возможности. Сигнатуры кислорода и метана часто смешиваются с геологическими процессами, что порождает ложные срабатывания. Новый подход, основанный на поиске комбинации «низкий CO₂ + высокий O₃», позволяет отсеять большую часть ложных целей. Космическая обсерватория имени Джеймса Уэбба уже сейчас обладает достаточной чувствительностью для анализа атмосферного состава скалистых экзопланет, что делает предложенную методику реализуемой в краткосрочной перспективе.

Ранее астрономы в основном полагались на поиск биомаркеров, характерных для земной жизни, таких как кислород и метан. Однако эти газы могут вырабатываться и в результате вулканической активности или фотолиза. Предложенная стратегия опирается на глобальное влияние биосферы на всю атмосферу планеты, что делает доказательства гораздо более надежными. В случае успеха, человечество впервые получит неоспоримые доказательства того, что жизнь существует не только на Земле, но и в других уголках Вселенной.