Может ли жизнь процветать в богатых водородом инопланетных мирах?
Согласно новому исследованию, жизнь может процветать в атмосфере, состоящей из 100% водорода. Открытие может полностью изменить наше понимание того, как и где жизнь может существовать во вселенной.
Для исследования группа ученых во главе с Сарой Сигер, астрофизиком и планетологом из Массачусетского технологического института (MIT), провела эксперименты с бактериями Escherichia coli или E. Coli , и дрожжами. Они помещали эти разновидности в 100%-ую водородную атмосферу. И, невероятно, микробы выжили, показывая, как жизнь может жить в такой экстремальной атмосфере. Для сравнения, водород составляет менее одной миллионной атмосферы Земли, которая состоит в основном из азота.
«Я хочу подтолкнуть астрономов к более широкому размышлению о том, какие планеты могут быть обитаемыми», - сказал Сигер. «Биологи, если бы они когда-либо подумали о богатых водородом атмосферах, сказали бы, что это нормально, потому что водород, как известно, не токсичен для жизни», - сказала она. Тем не менее, отметила она, астрономы «не имеют доказательств того, что жизнь может выжить в атмосфере, где преобладает водород, поэтому наша работа заключалась в том, чтобы дать четкие и краткие экспериментальные доказательства того, что это так».
Таким образом, объяснила Сигер, исследователи могли бы рассмотреть возможность изучения экзопланет или планет за пределами Солнечной системы, которые они иначе бы не стали рассматривать как потенциально возможные для поддержания жизни. Кроме того, поскольку тяжелые водородные атмосферы обычно больше по диаметру, их было бы легче обнаружить с помощью некоторых методов наблюдения, добавила она.
Микробы, которые Сигер и ее команда изучали в лаборатории, росли медленнее в 100% водородной атмосфере, чем в "нормальной" земной среде, сказала Сигер. В несколько раз медленнее для кишечной палочки и в несколько сотен раз медленнее для дрожжей, - сказала она. Однако она добавила, что «это не слишком удивительно, потому что без кислорода микробы должны получать всю свою пищу от брожения, а это не дает столько энергии».
Хотя этот эксперимент показал, как жизнь может выжить в атмосфере из чистого водорода, ученые не ожидают найти экзопланеты с такой атмосферой. И все же они надеются найти несколько экзопланет с атмосферой, где преобладает водород, сказала Сигер.
«Эти находки особенно важны для поиска жизни, потому что, хотя мы еще не нашли такие планеты, астрономы считают, что вероятно существуют большие скалистые экзопланеты с тонкой, богатой водородом атмосферой», сказал Сигер.
«Мы еще не знаем таких планет, - сказала Сигер. «Теория говорит, что они должны существовать… Однако Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, гигантские экзопланеты и мини- Нептуны все имеют атмосферы, в которых доминируют H2 [водород] и He [гелий] - хотя никто не думает, что там существует жизнь».
В дальнейшем, зная, что жизнь может выжить в водороде, исследователи могут расширить свои наблюдения за отдаленными экзопланетами и их атмосферой. Они могли бы расширить свой взгляд, чтобы искать такие планеты, которые они могли бы упустить из виду, делая наблюдения с помощью существующих технологий. Кроме того, когда такие инструменты, как космический телескоп Джеймса Уэбба (NASA), юудет запущен в космос (космический телескоп в настоящее время готовится к запуску в марте 2021 года), они смогут получать еще лучшие наблюдения.
Эта работа была опубликована 4 мая 2020 в журнале Nature Astronomy.
