Согласно новому исследованию, гиганские миры — гипотетический класс экзопланет с глубокими океанами, скрытыми под толстой водородной атмосферой, — могут стать идеальной целью для космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) в поисках биосигнатур.

В отличие от землеподобных планет, где атмосферные помехи и технические ограничения затрудняют обнаружение следов жизни, гиганские миры предлагают более четкие химические маркеры. Одним из таких маркеров могут быть метилгалогениды — соединения, которые на Земле производятся морскими микроорганизмами, такими как бактерии и водоросли.

Почему именно гиганские миры?

Пока что гиганские миры остаются теоретическим классом планет. Их название происходит от сочетания слов «водород» и «океан» (англ. hydrogen + ocean), и впервые этот термин был предложен в 2021 году астрономом Никку Мадхусудханом из Кембриджского университета.

Считается, что такие планеты могут вращаться вокруг красных карликов — самых распространенных звезд в Галактике. На сегодня лучшим кандидатом на роль гиганского мира считается экзопланета K2-18b, расположенная в 124 световых годах от Земли в созвездии Льва.

Наблюдения «Хаббла» в 2019 году выявили водяной пар в ее атмосфере, а JWST позже обнаружил углекислый газ и метан, что соответствует предсказаниям модели гиганской планеты. Более того, в данных телескопа есть намеки на присутствие диметилсульфида — соединения, которое на Земле производят только морские организмы. Пока эти данные остаются спорными, но они вдохновили ученых на дальнейшие исследования.

Метилгалогениды — новая биосигнатура?

Группа астрономов из Калифорнийского университета в Риверсайде и Швейцарской высшей технической школы Цюриха предложила искать в атмосферах гиганских миров метилгалогениды — соединения углерода с галогенами (хлором, бромом или фтором).

«На Земле эти вещества производятся океанической жизнью, но быстро разрушаются под действием солнечного света, — объясняет Микаэла Люн, ведущий автор исследования. — Однако в плотной водородной атмосфере гиганских планет они могут накапливаться в больших количествах и быть легко обнаружены JWST».

Ключевое преимущество метилгалогенидов в том, что их можно зафиксировать всего за 13 часов наблюдений — гораздо быстрее, чем кислород или другие традиционные биомаркеры.

Проблемы и перспективы

Однако у этой гипотезы есть два серьезных ограничения:

1. Существование гиганских миров пока не подтверждено. Хотя K2-18b и другие субнептуны подходят под описание, прямых доказательств наличия у них океанов под водородной оболочкой пока нет.
2. Неизвестно, возможна ли жизнь в таких условиях. Глубокие океаны гиганских планет могут быть слишком горячими или химически нестабильными для известных нам форм жизни.

Тем не менее, если JWST обнаружит метилгалогениды в атмосфере K2-18b или подобной планеты, это станет серьезным аргументом в пользу существования анаэробной жизни — организмов, дышащих водородом вместо кислорода.

«Такие микробы были бы адаптированы к совершенно иной среде, — говорит Эдди Швитерман, соавтор исследования. — Их метаболизм мог бы производить газы, которые мы пока даже не можем представить».

Будущее поиска жизни

Красные карлики составляют 75% звезд Млечного Пути, но их агрессивная активность делает близлежащие планеты малопригодными для жизни. Однако гиганские миры, защищенные плотной водородной оболочкой, могут оказаться более устойчивыми.

Если гипотеза подтвердится, именно гиганские океанические планеты, а не землеподобные миры, станут главными кандидатами на обнаружение внеземной жизни. А благодаря JWST у человечества впервые появился инструмент, способный найти ответ на этот вопрос уже в ближайшие годы.