Ученые: кислород не может быть идеальным признаком жизни на других планетах

Обнаружение кислорода в атмосфере экзопланеты считается хорошим признаком того, что на ней может быть жизнь. На Земле фотосинтезирующие организмы поглощают углекислый газ, солнечный свет, воду и производят сахара и крахмалы для получения энергии. Кислород является побочным продуктом этого процесса. Однако исключить абиогенное происхождение кислорода все же пока невозможно.

Земля насыщена кислородом. Он составляет 46% земной коры, примерно такой же процент — в мантии, а атмосфера состоит из кислорода приблизительно на 20%.

Присутствие кислорода связано с Великим событием оксигенации, которое произошло около двух миллиардов лет назад. Древние цианобактерии выработали пигменты, которые поглощают солнечный свет и используют его для фотосинтеза. Кислород — это побочный продукт фотосинтеза. Поэтому, если ученые находят кислород в атмосфере экзопланеты, это убедительно указывает на то, что там может быть жизнь. Однако недавнее исследование выявило источник кислорода, который не связан с жизнью.

Научная статья опубликована в журнале Science Advances, о ней рассказали в Гетеборгском университете (Швеция). 

Исследователи обнаружили абиотический путь происхождения кислорода из диоксида серы. Сера нередко встречается на других планетах, поскольку ее производят вулканы и выбрасывают в атмосферу.

Высокоэнергетическое излучение звезды может ионизировать молекулу диоксида серы (SO2), тогда молекула перестраивается. Она становится «двойной положительно заряженной системой», то есть имеет линейную форму с обоими атомами кислорода, примыкающими друг к другу, и атомами серы на другом конце. Это называется «блужданием», поскольку атомы кислорода могут свободно дрейфовать по хаотическим орбитам, пока не образуют новые соединения.

«При двойной ионизации два связанных электрона в молекуле выбрасываются, что может привести к изменению угла между атомами. Может произойти блуждание, то есть атомы меняются местами, и молекула принимает совершенно новую форму», — сказал ведущий автор исследования Монс Валльнер, физик из Гетеборгского университета (Швеция).

При этом составляющие молекулы могут не преобразоваться снова в SO2. Вместо этого сера может распасться, и останется простая положительно заряженная молекула кислорода. Тогда положительный заряд можно нейтрализовать, притянув электрон от другой молекулы. Получается молекулярный кислород (O2).

«Мы также предполагаем, что это происходит естественным образом и на Земле», — сказал Раймунд Фейфель, соавтор статьи.

Результаты помогают объяснить, почему до Великого кислородного события в атмосфере Земли было небольшое количество кислорода, а также кислород на Ио, Ганимеде, Европе.

Исследование: марсианская жизнь могла уничтожить сама себя

Опубликован новый близкий снимок поверхности Европы, спутника Юпитера