BELLEVUE, Wash - Fosfina, strasznie pachnący gaz, który jest toksyczny dla życia na Ziemi, może sygnalizować istnienie obcych form życia w innym miejscu we wszechświecie. Dlaczego taki E.T. spowodowałoby, że gaz jest nadal spekulacyjny, ale mogliby używać go jako formy komunikacji komórkowej.
W poszukiwaniu życia w kosmosie „nie jest to oczywisty wybór” - powiedziała Clara Sousa-Silva, doktor habilitowany w dziedzinie molekularnej astrofizyki w MIT, podczas przemówienia przedstawionego wczoraj (24 czerwca) tutaj na konferencji naukowej Astrobiology. Po pierwsze, tutaj na Ziemi fosfina jest „niezwykle łatwopalną, niesamowicie toksyczną, oburzająco śmierdzącą cząsteczką”.
Jest tak reaktywna i wymaga tak dużo energii, że życie na naszej planecie nie sprzyja i nie należy jej nigdzie znaleźć, powiedziała. Mimo to występuje powszechnie na całym świecie w niewielkich ilościach.
Ślady tego gazu można znaleźć w ściekach, mokradłach, jelitach ryb i ludzkich dzieci, na polach ryżowych i odchodach pingwinów. Ale wszystkie te lokalizacje mają coś wspólnego: nie mają tlenu.
Fosfina reaguje na kontakt z tlenem i zakłóca zdolność komórek do wykorzystania tlenu do wytwarzania energii. „Tylko związek fosfiny z metabolizmem tlenu powoduje, że jest ona tak toksyczna” - powiedziała Sousa-Silva. (Do tego stopnia, że był używany jako broń chemiczna podczas I wojny światowej). W środowiskach beztlenowych „fosfina nie jest taka zła”.
Powiedziała, że inne życie na odległych planetach wolnych od tlenu „mogłoby z powodzeniem wytwarzać fosfinę”. Na Ziemi mikroorganizmy w środowiskach beztlenowych wytwarzają fosfinę, choć nie wiadomo, w jaki sposób i dlaczego wydają tak dużo energii, Sousa-Silva powiedziała Live Science.
Spekuluje, że życie może wykorzystywać fosfinę do obrony, do wychwytywania metali w procesach biochemicznych lub do komunikowania się z innymi komórkami. Co więcej, większe formy życia (takie jak ludzie) wytwarzają i uwalniają małe cząsteczki fosfiny do atmosfery poprzez środki owadobójcze i działania, takie jak produkcja metamfetaminy.
Więc Sousa-Silva i jej zespół chcieli zobaczyć, jak prawdopodobne byłoby wykrycie fosfiny na różnych egzoplanetach. Symulowali produkcję fosfiny, przetrwanie i niszczenie na różnych egzoplanetach - i odkryli, że w pewnych warunkach rzeczywiście mogli wykryć obecność fosfiny, mierząc jej interakcję ze światłem.
Ich dane sugerują, że gaz ten może być wykrywalny, jeśli jest produkowany na całym świecie w stężeniach porównywalnych ze stężeniami występującymi w atmosferach ubogich w tlen ekosystemów na Ziemi, takich jak oczyszczalnie ścieków.
Co więcej, odkryli, że fosfina nie dałaby żadnych „fałszywych alarmów”. Czasami zjawiska nieożywione (takie jak błyskawica) lub struktury geologiczne (takie jak wulkany) mogą uwalniać gazy, takie jak metan lub cząsteczki wytwarzane przez organizmy żywe, oszukując astrofizyków.
„Wygląda na to, że jakakolwiek wykrywalna ilość fosfiny na skalistej umiarkowanej egzoplanecie może być produkowana tylko przez życie” - powiedziała. Ich symulacje wykazały, że błyskawice i wulkany, między innymi zjawiska, mogą wytwarzać bardzo małe ilości fosfiny, które są znikome i niewykrywalne.
Wyobraź sobie mokry, beztlenowy „tropikalny raj od bieguna do bieguna” - powiedziała. „Ta planeta może potencjalnie wytwarzać ogromne ilości fosfiny”. Dodała, że obce formy życia na tej planecie prawdopodobnie uznają nasz bogaty w tlen świat za bardzo nieprzyjemny. „Życie może kochać tlen lub fosfinę, ale nigdy nie może kochać obu”.
Jednak rzeczywiste prawdopodobieństwo, że planeta wytworzy tyle fosfiny, aby można ją było wykryć, jest nadal dość niskie, powiedziała. Wynika to z faktu, że fosfina wymaga do wytworzenia dużej ilości energii, a fosforu (jednego z pierwiastków, z których jest wytwarzany) prawdopodobnie nie znajdzie się w dużych ilościach na żadnej planecie. Ale „tylko dlatego, że cząsteczki występują w małych ilościach, a więc mają niewielki wpływ na, nie oznacza to, że nie powinieneś próbować jej szukać”.
Zgodził się Jihua Hao, doktorant na uniwersytecie Claude Bernand Lyon we Francji, który nie był częścią studiów, ale był obecny na rozmowie. „Nie wiem, ile osiągnie próg do wykrycia”, powiedział Hao dla Live Science. Ale „to bardzo obiecujący podpis”.
Elisha Moore, adiunkt na Uniwersytecie Rowan, który również nie uczestniczył w badaniu, ale uczestniczył w rozmowie, uważa, że powinniśmy szukać wielu biosignatur w połączeniu. „Brzmi naprawdę interesująco… szczególnie, jeśli można go wykryć i powiązać z innymi potencjalnymi gazami biosignaturowymi” - powiedział Moore.
Rzeczywiście, ten potencjalny cel to tylko jedna z ponad 16 000 potencjalnych cząsteczek, które mogłyby służyć jako sygnały życia, powiedziała Sousa-Silva. „Wiem, że nie powinniśmy grać w faworyty z gazami biosignature, ale jeśli to zrobimy, mam nadzieję przekonać cię, że jesteś„ zespołem fosfiny ”.
Odkrycia zostaną opublikowane w kolejnym wydaniu czasopisma Astrobiology.
