Сера поможет обнаружить признаки жизни

Результаты лабораторных исследований показывают, что сера может значительно повлиять на наблюдения далеко расположенных планет за пределами Солнечной системы. Результаты имеют значение для использования серы в качестве знака внеземной жизни, а также влияют на то, как исследователи должны интерпретировать данные о планетарной атмосфере.

«Мы обнаружили, что небольшое присутствие серы в атмосфере, менее 2%, может оказать существенное влияние на образование мутности», - говорит первый автор исследования Чао Хэ из Университета Джона Хопкинса. «Это полностью меняет то, что ученые должны искать и ожидать, когда исследуют атмосферы на планетах за пределами Солнечной системы».

Хотя ученым уже известно, что газы серы влияют на фотохимию многих планет Солнечной системы, таких как Земля, Венера и Юпитер, о роли серы в атмосферах планет за пределами Солнечной системы известно немного.

Из-за её роли в качестве важнейшего элемента жизни на Земле, выделяемого растениями и бактериями и содержащегося в нескольких аминокислотах и ??ферментах, ученые предлагают использовать продукты серы для поиска жизни за пределами Земли. Понимание того, существует ли сера и как она влияет на атмосферы, поможет ученым определить, можно ли использовать газы серы в качестве источника для возникновения жизни.

Исследователи провели несколько исследований, имитирующих атмосферу планет с серой в лаборатории из-за ее высокой реакционной способности и сложности очистки после эксперимента. Фактически, сера настолько реактивна, что реагировала бы на саму экспериментальную установку, поэтому исследовательской группе пришлось модернизировать свое оборудование, чтобы оно должным образом выдерживало серу. Это первое лабораторное моделирование для изучения серы в атмосферах экзопланет.

Чао и его коллеги провели две серии экспериментов, используя диоксид углерода, оксид углерода, азот, водород, воду и гелий в качестве руководства для исходных газовых смесей. Один эксперимент включал в смесь 1,6% серы, а другой - нет. Исследовательская группа провела имитационные эксперименты в специально спроектированной камере Planetary HAZE (PHAZER) в лаборатории Сары Хёрст, второго автора статьи.

В камере ученые подвергли газовые смеси одному из двух источников энергии: плазма от тлеющего разряда переменного тока или свет от ультрафиолетовой лампы. Плазма, источник энергии более сильный, чем ультрафиолетовый свет, может имитировать электрическую активность, такую ??как молния и/или энергетические частицы, а ультрафиолетовое излучение является основным двигателем химических реакций в атмосферах Земли, Сатурна и Плутона.

После анализа на наличие твердых частиц и образовавшиеся газовые продукты они обнаружили, что в смеси с серой было в три раза больше мутности (твердых частиц в газе).

Команда Чао обнаружила, что большинство этих частиц были органическими продуктами серы, а не серной кислотой или октасерой, которые, как ранее считали исследователи, составляют большинство частиц серы на экзопланетах.

«Эта новая информация означает, что при наблюдении за атмосферой экзопланеты и анализе ее спектров, теперь нужно ожидать увидеть эти органические продукты серы. Или, по крайней мере, нужно знать, что их присутствие объяснимо. Это изменит объяснение исследователей и интерпретацию спектров, которые они видят», - говорит Чао.

Результаты должны побудить исследователей ожидать большего количества частиц, обуславливающих мутность, если наблюдают за атмосферами экзопланет с серой, так как даже небольшое количество серы увеличивает скорость образования мутности в три раза. Опять же, это изменит то, как исследователи интерпретируют свои результаты, и может иметь решающее значение для будущего наблюдения экзопланет.

По его словам, последнее важное следствие его выводов заключается в том, что они настаивают на повышенном осознании того, что многие продукты серы могут быть получены в лаборатории при отсутствии жизни, поэтому ученым следует быть осторожными и исключать фотохимически полученную серу, прежде чем предполагать присутствие серы как знак наличия жизни.