Кислород – не всегда жизнь? Как абиотическая реакция меняет подход к поиску инопланетных цивилизаций

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Представьте себе: Марс, укутанный в тонкую пелену углекислого газа, далёкие экзопланеты, чьи атмосферы кажутся совершенно негостеприимными. И посреди этой кажущейся безжизненности — кислород. Не тот, что производят растения, а тот, что возникает сам по себе, из простых химических реакций. Звучит как научная фантастика? Возможно, но это открытие, сделанное командой учёных, заставляет нас пересмотреть устоявшиеся представления о том, где и как искать жизнь за пределами Земли.

Нежданный гость: кислород не всегда признак жизни

Долгое время считалось, что обнаружение кислорода в атмосфере экзопланеты — это почти гарантированный признак существования там живых организмов. Ведь на Земле именно растения и микроорганизмы отвечают за львиную долю этого жизненно важного газа. Исследование показывает, что это не всегда так.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Группа исследователей из Китая обнаружила ранее неизвестный механизм, с помощью которого молекулярный кислород может образовываться в атмосфере, богатой углекислым газом, без всякого участия биологии. «А как же он образуется?» — спросите вы. Ответ кроется в солнечном ветре и его взаимодействии с верхними слоями атмосферы.

Игра ионов: гелий и углекислый газ в танце

Солнечный ветер — это поток заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем. Среди них есть ионы гелия (He+). Когда эти ионы сталкиваются с молекулами углекислого газа (CO2) в верхних слоях атмосферы, происходит химическая реакция, в результате которой может образоваться молекула кислорода (O2). Звучит просто, правда?

Это не первый раз, когда учёные предлагают абиотические способы образования кислорода. Однако новый механизм отличается от ранее известных: вместо ультрафиолета и атомов кислорода здесь главную роль играет гелий. И это важно.

Энергия продукта масштабируется относительно нулевого значения для резонансного обмена зарядами неподвижных реагентов He+(2S) + CO2(X̃1Σg). Помимо экзотермических путей, при наличии энергии столкновения могут протекать и эндотермические процессы. Цитирование: Zhi, Y., Guo, Q., Xie, J. et al. Direct production of molecular oxygen from carbon dioxide and helium ion collisions. Commun Chem 6, 267 (2023). https://doi.org/10.1038/s42004-023-01074-2
Автор: Zhi, Y., Guo, Q., Xie, J. et al. Источник: www.nature.com
Марсианский след: где ещё искать доказательства?

Эта реакция, по словам исследователей, должна происходить и в верхних слоях атмосферы Марса, где как раз имеются в избытке ионы гелия и углекислый газ. И это ещё одно подтверждение того, что на Красной планете процессы могут идти по-своему.

Конечно, пока нет прямых доказательств существования кислорода, образованного именно этим способом, в марсианской атмосфере. Но учёные полны решимости это проверить.

А как же поиск жизни?

Новое открытие не отменяет поиск жизни. Скорее, оно меняет наш взгляд на него. Теперь мы понимаем, что наличие кислорода в атмосфере планеты не является безоговорочным доказательством обитаемости. Нужно учитывать и другие факторы, такие как наличие воды, температурный режим и, конечно, соотношение разных газов.

Это открытие заставляет нас быть более внимательными и осторожными в интерпретации данных, полученных с помощью космических телескопов. Оно, своего рода, как «холодный душ» для оптимистичных прогнозов, но одновременно и открывает новые горизонты для исследований. Ведь теперь мы знаем, что Вселенная может быть более изобретательной в создании условий для жизни, чем мы могли себе представить.

Каждое изображение скорости представляет собой проекцию трехмерных ньютоновских сфер C или O+2+ на ионный детектор. Красные круги представляют изотропные распределения для O2(X̃3Σg¯) + C+(2P1/2) или O2+(X̃2Πg) + C(3P0) (внешний круг) и O2(X̃3Σg¯) + C+(4P1/2) или O2+(a4Πu) + C(3P0) (внутренний круг), которые, как предполагается, образуются при фотодиссоциации CO2+ в центре массы (c. m.) столкновения. Белые линии со стрелками показывают преобразование координат из лабораторных (скорости реактантов представлены v, прерывистые линии) и столкновительных к.м. координат (скорости реактантов представлены u, сплошные линии). Ионные сигналы в левой и правой частях в соответствии с к.м. определяются как прямое и обратное рассеяние. Цитирование: Zhi, Y., Guo, Q., Xie, J. et al. Direct production of molecular oxygen from carbon dioxide and helium ion collisions. Commun Chem 6, 267 (2023). https://doi.org/10.1038/s42004-023-01074-2
Автор: Zhi, Y., Guo, Q., Xie, J. et al. Источник: www.nature.com
Новые модели: как предсказать атмосферу экзопланеты?

Учёные уже начали включать этот новый механизм в модели, которые предсказывают состав атмосфер экзопланет. Знание абиотических процессов образования кислорода поможет нам лучше понять, почему одни планеты пригодны для жизни, а другие — нет.

Возможно, в будущем, при обнаружении на экзопланете комбинации углекислого газа, гелия и кислорода, мы сможем с большей уверенностью сказать, что именно этот механизм является источником последнего. И тогда, возможно, мы станем ближе к ответу на вопрос: одиноки ли мы во Вселенной?

Новое открытие не ставит точку в исследованиях внеземной жизни, а, наоборот, открывает новую главу. Теперь у нас есть более широкая перспектива, позволяющая взглянуть на проблему в контексте всей Вселенной, а не только с точки зрения земных шаблонов. И, как знать, возможно, именно это новое знание станет ключом к разгадке величайшей тайны — есть ли кто-то ещё там?

7 комментариев

a
Инертный газ гелий химически взаимодействует с углекислым газом и дает кислород? Это действительно новое слово в химии...
Может, просто альфа-частицы определенных энергий могут разбивать молекулы углекислого газа? Тогда понятнее. Вот только хорошо бы посчитать сечения таких реакций и понять, сколько кислорода может получиться в итоге. А этого тут нет.
V
Ну, чисто гипотетически, такое можно себе представить при определенных условиях. Соединения ксенона известны. Но синтез их происходил при достаточно нетривиальных условиях.
HET
Очередная бредятина про абиотический кислород. Было уже…
V
Горшочек не вари. Что-то я разочаровался в авторе. Вроде начинал хорошо, а потом…
a
Там и начало было построено на разного сорта разоблачениях и опровержениях.
V
Секретарь Тихомирова?
a
Скорее, наоборот. Тихомиров примазался к славе опровергателя и пошел дальше. Объявил всю физику опровергнутой его шестью или сколько там статьями в нерецензируемом журнале со ссылкой на то, что все это напели посланцы с плеяд их «амбассадору» Пономаренко.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Нейтронные звёзды перед столкновением деформируются не так, как считалось: физики обнаружили три релятивистских механизма, которых не было в моделях

Нейтронная звезда — один из самых плотных объектов во Вселенной. При диаметре около двадцати километров её масса составляет порядка полутора солнечных. Вещество внутри сжато до...

Недостроенный детектор на дне моря поймал нейтрино, которое не смог поймать IceCube. Новая физика или случайность?

В феврале 2023 года детектор ARCA — часть строящегося на дне Средиземного моря нейтринного телескопа KM3NeT — зарегистрировал частицу экстремальной энергии. Мюон прошил...

Обзор увлажнителя воздуха РЕДМОНД HF2213S: Создай свой климат со смартфона

Увлажнение воздуха в доме особенно важно в отопительный сезон, когда окна обычно закрыты, а горячие батареи сильно сушат воздух. Увлажнитель помогает поддерживать оптимальную влажность без лишних...

Почему кухонная вытяжка начинает шуметь сильнее обычного, и как решить эту проблему

Кухонная вытяжка — один из тех бытовых приборов, к которому быстро привыкают. Пока она работает тихо и незаметно, на неё редко обращают внимание. Но если однажды привычный звук...