Признак жизни там, где ее не должно быть: в атмосфере коричневого карлика нашли фосфин
Ученые обнаружили фосфин в атмосфере холодного коричневого карлика Wolf 1130C. Это соединение фосфора и водорода считают возможным признаком жизни, поскольку на планетах земного типа у него мало естественных источников. На Земле фосфин образуется при разложении органических веществ в болотах.
Команда исследователей под руководством профессора астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Сан-Диего Адама Бургассера сообщила об открытии в журнале Science. Обнаружить газ удалось с помощью телескопа «Джеймс Уэбб», который впервые позволил детально изучить подобные небесные тела. Главная загадка заключается не в том, почему фосфин нашли, а в том, почему его нет в атмосферах других коричневых карликов и газовых гигантов.
Адам Бургассер рассказал, что их астрономическая программа Arcana of the Ancients сосредоточена на старых, бедных металлами коричневых карликах, чтобы проверить понимание химии атмосфер. Решение проблемы с фосфином было одной из первых целей. Ученые давно предсказывали, что в богатых водородом атмосферах газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, и у их более массивных родственников, коричневых карликов, фосфин должен присутствовать. Однако до сих пор газ не удавалось обнаружить, что указывало на пробелы в понимании химии фосфора.
Соавтор исследования Сэм Бейлер из Тринити-колледжа в Дублине отметил, что до телескопа «Джеймс Уэбб» теоретики ожидали найти много фосфина в атмосферах экзопланет и коричневых карликов. Однако, по его словам, все полученные наблюдения противоречили этим прогнозам, пока ученые не изучили Wolf 1130C.
Система Wolf 1130ABC находится в 54 световых годах от Солнца в созвездии Лебедя. В ней коричневый карлик Wolf 1130C вращается по широкой орбите вокруг двойной звезды, состоящей из холодного красного карлика Wolf 1130A и массивного белого карлика Wolf 1130B. Этот объект давно привлекает астрономов, так как в нем мало элементов тяжелее водорода и гелия.
В инфракрасных данных телескопа «Джеймс Уэбб» команда легко обнаружила следы фосфина. Чтобы понять значение открытия, нужно было измерить его количество. Этим занялась доцент астрономии в Университете штата Сан-Франциско Айлин Гонсалес. Она объяснила, что для определения концентрации молекул использовала метод атмосферного моделирования. Этот способ позволяет по данным наблюдений рассчитать, сколько каждого газа должно быть в атмосфере.
Модели Гонсалес показали, что фосфин присутствует в количестве около 100 частей на миллиард, что соответствует теоретическим прогнозам. Теперь перед учеными стоит новый вопрос: почему газ есть в атмосфере этого коричневого карлика, но отсутствует в других.
Одна из версий связана с низким содержанием металлов в атмосфере Wolf 1130C. Сэм Бейлер предположил, что в обычных условиях фосфор может быть связан с кислородом в виде триоксида фосфора. В бедной металлами атмосфере Wolf 1130C кислорода недостаточно, что позволяет фосфору соединяться с водородом и образовывать фосфин. Команда планирует проверить эту гипотезу с помощью новых наблюдений за другими бедными металлами коричневыми карликами.
Другая возможность заключается в том, что фосфор был произведен локально, а именно белым карликом Wolf 1130B. Адам Бургассер пояснил, что белый карлик — это плотный остаток звезды, которая закончила свой жизненный цикл. Когда на его поверхность попадает вещество, могут происходить неконтролируемые ядерные реакции, которые астрономы наблюдают как новые звезды. Хотя в последнее время таких событий в системе не было, их цикл может составлять тысячи лет. Ранние незамеченные вспышки могли оставить после себя фосфор.
Понимание того, почему только один коричневый карлик демонстрирует четкий сигнал фосфина, может привести к новому пониманию синтеза фосфора в Млечном Пути и его химического поведения в атмосферах планет. По словам Бургассера, изучение химии фосфина в атмосферах коричневых карликов, где жизни теоретически быть не может, имеет большое значение. Эти знания помогут правильно интерпретировать данные, если эту молекулу когда-нибудь найдут на планетах за пределами нашей Солнечной системы.
Ранее Адам Бургассер участвовал в открытии четверной системы из коричневых карликов.
Самое популярное
