Не смейся! Ключом к поиску инопланетян может быть веселящий газ

Когда вы произносите слова «закись азота» или «веселящий газ», есть люди, которые думают о том, чтобы пойти к дантисту и получить дозу анестетика. Другим это напомнит о вечеринке (дети, не пытайтесь повторить это дома), ракетном топливе или ускорителе гоночного автомобиля. Очень немногие люди слышат фразы и прочее: «Я не говорю, что это признак инопланетян, но это признак инопланетян!», но если и слышат, то, вероятно, это исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Университет Пердью, Американский университет, Технологический институт Джорджии и Центр космических полетов имени Годдарда НАСА, которые участвовали в новом исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal, в котором было установлено, что закись азота является «убедительным биосигнатурным газом экзопланеты». Другими словами, если вы хотите найти внеземную разумную жизнь на планетах за пределами нашей Солнечной системы, ищите признаки закиси азота. Разве они не должны слушать смех тоже?

«Было много размышлений о кислороде и метане как о биосигнатурах. Меньшее количество исследователей серьезно рассматривало закись азота, но мы думаем, что это может быть ошибкой».

Эдди Швитерман, астробиолог из Калифорнийского университета в Риверсайде, факультет наук о Земле и планетах, объясняет в пресс-релизе UCR, почему ему и его коллегам из других университетов и НАСА пришла в голову идея усилить поиски внеземного разума (SETI). путем добавления закиси азота в список биосигнатур, которые являются признаками жизни, подобной той, что существует на Земле. Возникает очевидный вопрос: если в атмосфере Земли достаточно закиси азота, чтобы сделать ее биосигнатурой нашей собственной планеты, почему мы все (а не только некоторые странные люди) не смеемся все время?

«Есть несколько способов, которыми живые существа могут создавать закись азота или N2O. Микроорганизмы постоянно превращают другие соединения азота в N2O, метаболический процесс, который может дать полезную клеточную энергию».

Швитерман сначала избегает прямого ответа на этот вопрос. Большая часть закиси азота — бесцветный газ со слабым сладковатым запахом — производится в промышленных масштабах путем осторожного нагревания нитрата аммония примерно до 250 градусов по Цельсию (482 градуса по Фаренгейту) до распада на закись азота и водяной пар. В меньшем масштабе N2O также можно получить путем нагревания смеси нитрата натрия и сульфата аммония. Это знакомый нам закись азота и веселящий газ, используемые в качестве окислителя в ракетных двигателях, в качестве усилителя впрыска топлива в гоночных автомобилях, в качестве топлива для аэрозолей в баллончиках со взбитыми сливками и кулинарных спреях, а также в качестве анестетика и анальгетика в стоматологии и хирургии.

Поскольку воздействие закиси азота вызывает кратковременное снижение умственной работоспособности, аудиовизуальных способностей и ловкости рук, это считается серьезной профессиональной опасностью для хирургов, стоматологов, медсестер и других лиц, вступающих в тесный контакт с ним. его рекреационное использование. Предполагает ли исследование Швитермана, что инопланетяне участвуют в гонках на многих автомобилях и делают достаточно стоматологических работ, чтобы в атмосферу их планеты попало столько закиси азота, что ее можно было бы увидеть в наши телескопы?

«Жизнь производит отходы азота, которые некоторые микроорганизмы превращают в нитраты. В аквариуме эти нитраты накапливаются, поэтому нужно менять воду».

Хорошо, это имеет больше смысла… нет. Неужели инопланетяне настолько увлечены хобби выращиванием тропических рыб, что их аквариумы откроют для них доступ к другим разумным видам?

«Однако при правильных условиях в океане некоторые бактерии могут превращать эти нитраты в N2O. Затем газ просачивается в атмосферу».

Каковы эти «правильные» условия для естественного образования закиси азота? Согласно отчету Агентства по охране окружающей среды США за 2010 год, ежегодно в атмосферу попадает около 29,5 миллионов тонн закиси азота, из которых 64% поступают из природных источников, а остальное — в результате деятельности человека. Природный N2O производится микроорганизмами, такими как денитрифицирующие бактерии и грибы в почвах и океанах, которые превращают оксиды азота обратно в газообразный азот или закись азота.

Источники выбросов закиси азота в атмосферу включают удобренные сельскохозяйственные почвы, навоз домашнего скота, стоки удобрений, сжигание биомассы, сжигание ископаемого топлива, человеческие сточные воды и таяние вечной мерзлоты. Эти выбросы бывает трудно измерить, поскольку они меняются в зависимости от места и времени. Закись азота является парниковым газом, но его низкая концентрация в атмосфере составляет менее одной трети от концентрации углекислого газа, а также меньше, чем от метана. Снова возникает вопрос в другой форме: если закись азота не является биосигнатурой для Земли, почему эти ученые считают ее полезной биосигнатурой для поиска разумной жизни на экзопланетах?

«Этот вывод не учитывает периоды в истории Земли, когда условия океана позволяли гораздо большему биологическому выбросу N2O. Условия в те периоды могут отражать то, где сегодня находится экзопланета».

По словам Швитермана, было время, когда людям было трудно не смеяться — и в конечном итоге умереть — из-за высокой концентрации закиси азота в атмосфере. Исследовательская группа считает, что на этом этапе развития есть экзопланеты, которые несут ту же биосигнатуру высокой концентрации жизни в своих океанах.

Кроме того, карликовые звезды K и M излучают световой спектр, который менее эффективен для разрушения молекулы закиси азота, чем наше собственное Солнце, поэтому больше N2O выжило бы и проникло в их атмосферу. Эта комбинация может выбросить в экзопланетную атмосферу достаточно веселящего газа, чтобы его мог обнаружить космический телескоп Джеймса Уэбба. Этот телескоп вскоре будет сфокусирован на звездной системе TRAPPIST-1 — близлежащем красном карлике или карлике M с каменистыми планетами, способными иметь поддерживающую жизнь атмосферу.

«Мы хотели выдвинуть эту идею, чтобы показать, что не исключено, что мы найдем этот биосигнатурный газ, если будем его искать»,

Плохая новость заключается в том, что ученые SETI еще не ищут закись азота в поисках биосигнатур. Швитерман и его исследовательская группа надеются, что их исследование убедит астробиологов рассмотреть возможность добавления его в свой список альтернативных биосигнатурных газов для поиска.

Будут ли они? Какие инопланетяне могли жить и процветать в атмосфере закиси азота? Смеющиеся дантисты с быстрыми машинами и огромными аквариумами с тропическими рыбками в кабинетах, конечно же!