Далеко за пределами нашей Солнечной системы каменистые планеты с атмосферой, в которой преобладает газообразный водород, потенциально могут поддерживать жизнь, говорится в статье, опубликованной на этой неделе в журнале Nature Astronomy. В ходе эксперимента с использованием герметичных бутылок и некоторых очень выносливых микробов ученые из Массачусетского технологического института обнаружили, что дрожжи и кишечная палочка могут расти в среде с атмосферой, состоящей исключительно из водорода - это далеко от земного воздуха, богатого азотом и кислородом, в котором процветают люди и многие другие формы жизни. Это означает, что жизнь может быть обнаружена в более широком спектре инопланетных сред обитания, чем мы предполагали ранее.
Когда ученые представляют себе пригодные для жизни инопланетные миры, они воображают, что на них есть атмосфера, подобная земной, с преобладанием азота или углекислого газа, как на Марсе и Венере. Однако в последнее время исследователи начали подозревать, что планеты с другими типами атмосферы также могут быть пригодны для жизни. В частности, некоторые ученые обратили внимание на богатые водородом атмосферы.
"Богатые водородом среды на Земле невероятно редки и малоизвестны", - сообщила в электронном письме Popular Science Сара Сигер, астрофизик и соавтор нового исследования. На сегодняшний день астрономам еще не удалось обнаружить ни одной земной планеты во Вселенной с богатой водородом атмосферой, вероятно, потому, что атмосферы каменистых планет обычно труднее обнаружить, чем атмосферы газовых гигантов. Но вполне вероятно, что такие каменистые, не газовые планеты с богатыми водородом атмосферами существуют, и в настоящее время разрабатываются более совершенные телескопы, которые смогут обнаружить их в ближайшие несколько лет.
Сегодня мы используем "Хаббл" и наземные телескопы", - сказала Сигер. Но в будущем, по ее словам, ученые будут полагаться на более мощные инструменты, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба, который планируется запустить на орбиту в 2021 году.
С помощью этой новой технологии планеты, над поверхностью которых плавает водород, будет на самом деле легче найти, чем их более похожих на Землю родственников - поскольку водородный газ такой легкий, их атмосферы должны распространяться гораздо дальше в космос.
Подозревая, что миры с богатыми водородом атмосферами находятся где-то рядом и ждут своего открытия, Сигер и ее команда хотели показать, что жизнь может процветать в этих областях. "Мы решили провести простой эксперимент, чтобы ясно донести до астрономов, что жизнь может выживать и процветать в водородной среде", - сказала она.
Хотя водород сам по себе не опасен для жизни, никто еще не выращивал микроорганизмы в атмосфере 100-процентного водорода. Для своего эксперимента Сигер и ее команда решили испытать дрожжи и кишечную палочку - два организма, которые могут выживать без кислорода, но на первый взгляд не очень приспособлены к среде обитания, богатой водородом.
Исследователи выращивали колонии дрожжей и кишечной палочки в бутылках, герметично закрытых от окружающего воздуха. Помимо питательного бульона, которым питались микробы, в бутылках содержался целый ряд различных атмосфер, включая чистый водород, обычный воздух и другие смеси газов, которые, вероятно, существуют на других экзопланетах.
И дрожжи, и кишечная палочка смогли выжить и размножаться в атмосфере со 100-процентным содержанием водорода, хотя и медленнее, чем в воздухе. Условия, которые Сигер и ее коллеги создали в лаборатории, не идеально имитируют те, которые ученые ожидают найти на реальной планете - ее атмосфера может включать некоторое количество других газов, помимо водорода, и она может иметь гораздо более сильную гравитацию или иным образом отличаться от Земли. Однако тот факт, что простые бактерии, а также относительно сложные микробы, такие как дрожжи, могут существовать в таких условиях, повышает вероятность того, что планеты, покрытые водородом, могут быть населены какой-либо формой жизни.
Теперь, когда исследователи подозревают, что богатые водородом скалистые миры существуют и что на них могут процветать микроорганизмы, следующий шаг - найти способ идентифицировать инопланетную жизнь с далекой Земли. Одним из способов является поиск доказательств наличия так называемых биосигнатурных газов. На Земле такие формы жизни, как растения и фотосинтезирующие бактерии, могут производить эти специфические газы. Теоретически, их обнаружение на другой планете будет хорошим признаком существования там жизни.
Во время эксперимента Сигер и ее коллег растущая кишечная палочка выделяла десятки различных газов, включая такие, как аммиак, которые ученые сочли бы многообещающими признаками жизни, если бы их приборы зафиксировали их на далекой планете. Это означает, что будущие телескопы, возможно, смогут обнаружить вид жизни, обитающей в атмосфере, наполненной водородом. Осталось только найти эти странные миры.