Если найти в атмосфере далёкой экзопланеты токсичный фосфористый водород, можно утверждать о наличии на ней как минимум примитивных форм жизни.
Фосфин (химическая формула — PH3) считается очень токсичным природным газом, характеризующимся направленным действием на нервную систему человека и других высших млекопитающих, приводит к нарушению обмена веществ, оказывает негативное воздействие на многие другие органы – лёгкие, печень, почки, вызывая тяжёлое отравление.
Фосфин более известен как «болотный газ». Он горюч, часто самовозгорается, что становится причиной появления на болотистой местности «блуждающих огней». Фосфористый водород вырабатывает кишечник некоторых животных, птиц и бактерий.
Для анаэробных организмов PH3 безусловно вреден, однако он является продуктом жизнедеятельности анаэробных организмов, не использующим кислород для поддержания жизнедеятельности. Учёные доказали, что в природе фосфин не может возникнуть самопроизвольно. Единственным источником его появления считаются анаэробные микроорганизмы, так что выявление фосфористого водорода можно считать надёжным признаком существования примитивной жизни на планетах, отнесённых к классу землеподобных (на так называемых экзопланетах).
По мнению учёных из МТИ, работавших в содружестве с коллегами из Калифорнийского ТИ, PH3 можно успешно использовать для выявления присутствия анаэробных микроорганизмов на далёких планетах. В научном издании Astrobiology опубликована статья группы учёных, в которой утверждается, что если фосфористый водород образуется на исследуемой экзопланете в значительных количествах, это было бы заметно на спектрограмме. Большие надежды в этом плане они возлагают на телескоп «Джеймс Уэбб», который планируют вывести в открытый космос в 2021 году. С его помощью можно будет выявлять наличие фосфина на планетах, расстояние до которых составляет порядка 15 световых лет.
Для исключения версии образования PH3 в недрах экзопланет или в результате других физических процессов, учёные попытались смоделировать такие процессы. Оказалось, что токсичный газ может формироваться только на планетах по типу газовых гигантов, которые не относятся к сфере интересов астробиологов. На землеподобных планетах с каменистой поверхностью фосфористый водород не может образовываться сам по себе.
«Мы постарались рассмотреть все возможные варианты, вплоть до весьма экзотических. Например, проверили, могут ли образовываться фосфин в процессе трения тектонических плит, – рассказала Клара Соуза-Силва, возглавляющая это исследование. – Оказалось, что при этом образуется недостаточно энергии в виде плазмы, чтобы запустить синтез PH3».
После двухлетних исследований учёные пришли к выводу, что только анаэробные микроорганизмы способны вырабатывать фосфин в количествах, которые могут быть выявлены посредством спектографирования экзопланет.