Исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили, что фосфин — ядовитый газ с очень неприятным запахом — можно считать надежным маркером жизни на других планетах, так как вырабатывать его могут только анаэробные организмы. Статья об этом была опубликована в журнале Astrobiology.

Фосфин — один из самых ядовитых газов на Земле. Его можно найти в кале пингвинов, в глубине болот и даже в кишечнике некоторых барсуков и рыб. Этот «болотный газ» также самовоспламеняется и хорошо реагирует с мелкими частицами в атмосфере. Большая часть организмов, особенно аэробных — использующих для своей деятельности кислород в качестве окислителя, — не переносит фосфин. Но этот газ сильно любят некоторые анаэробы.

Ученые Массачусетского технологического института выяснили, что если бы фосфина на какой-либо планете было столько же, сколько метана на Земле, его можно было бы обнаружить в спектрах света, отраженного от атмосферы. Астрономы выяснили, что такой сигнал можно достоверно обнаружить на расстоянии до 16 световых лет с помощью, например, планируемого к запуску в следующем коду телескопа James Webb. По словам авторов, открытие фосфина на скалистой планете было бы безошибочным признаком внеземной жизни.

Авторы новой работы уже давно собирают базу данных молекул, которые могут быть потенциальными биосигналами. Команда нашла более 16 тысяч кандидатов, среди которых и фосфин. Подавляющее большинство этих молекул еще не полностью охарактеризованы. Если бы ученые обнаружили любую из них в атмосфере экзопланеты, этот факт не был бы доказательством их биогенного происхождения.

Но в ходе десяти лет исследований ученым удалось доказать, что молекула фосфина является достоверным маркером наличия как минимум простейшей жизни. В ходе свой работы авторы работы выявили длины волн в спектрах отраженного света, которые характерны только для фосфина и не проявляются в спектрах других похожих веществ.

Затем авторы работы задались вопросом, может ли этот ядовитый газ быть произведен живыми организмами и какими именно. Когда ученые проанализировали все имеющиеся данные, то пришли к выводу, что фосфин можно найти везде, где потенциально присутствуют анаэробные — не использующие для жизни кислород — бактерии. Следующие несколько лет команда потратила на анализ всех возможных путей образования фосфина из фосфора и минералов, содержащих его, чтобы исключить любую возможность получения фосфина не при помощи бактерий.

Оказалось, что этот газ в реальных условиях могут вырабатывать только живые анаэробные организмы. Ученые показали, что вероятность «ложных срабатываний», когда фосфин выделяется в результате каких-либо не биологических процессов, практически равна нулю. Найти сценарии, при которых этот газ мог образоваться в достаточно больших для обнаружения количествах, авторы новой работы не смогли.