Фосфін вперше виявлено в атмосфері коричневого карлика

Вперше фосфін — потенційна біосигнатура — виявлено в атмосфері коричневого карлика завдяки телескопу Джеймса Вебба.

Команда дослідників зафіксувала чіткий спектральний сигнал фосфіну біля довжини хвилі 4,3 мкм у коричневого карлика Вольф 1130C, що належить до старих об’єктів “товстого диска” нашої галактики. Це стало можливим завдяки низькій металічності — астрономічному терміну, який позначає брак важчих за гелій елементів. Через це в атмосфері карлика майже не утворився вуглекислий газ, який зазвичай перекриває сигнал фосфіну у спектрах.

Фосфін (PH?) — це речовина, яка на планетах земного типу зазвичай має біологічне походження, але в умовах високих температур і тиску може утворюватися й неорганічним шляхом. «Сигнал був чітким, бо CO? майже не було, і фосфін вийшов на передній план», — пояснюють дослідники. На відміну від Венери, де високий вміст CO? створює невизначеність, атмосфера Вольфа 1130C виявилася сприятливою для фіксації сигналу.

Юпітер і Сатурн, де фосфін також виявлено, мають прохолодні верхні шари, що утримують більшість вуглецю у вигляді метану, який не заважає виявленню PH?. Однак тепліші атмосфери коричневих карликів з високою металічністю містять значну кількість CO?, що унеможливлює пряме спостереження фосфіну навіть за його наявності.

Команда довела, що фосфін у Wolf 1130C не надходив від зір-сусідів, а виник усередині самого коричневого карлика й перемістився у верхні шари атмосфери. «Це відкриття дозволяє припустити, що інші старі коричневі карлики з низькою металічністю теж повинні мати фосфін», — йдеться у звіті.

Цей результат має важливе значення для пошуку життя у Всесвіті. Фосфін, який раніше вважали маркером біології, тепер виявлено в об’єкті з винятково екстремальними умовами, де життя є вкрай малоймовірним. Це відкриття змушує переглянути роль фосфіну як біосигнатури: «Фосфін може бути просто ще однією хімією гарячих світів, а не обов’язковим маркером життя», — зазначає астрофізик Енді Томасвік.

Металічність, як з’ясувалося, є ключем до розуміння того, коли і де фосфін можна буде виявити. У спектрах інших коричневих карликів сигнал фосфіну часто перекривається CO?. Лише у об’єктів із дуже низьким вмістом металів ця перешкода зникає.

Це дослідження показує не лише технічні переваги телескопа Джеймса Вебба, але й важливість уважного аналізу спектрів з урахуванням контексту — температури, складу, еволюційного віку. Висновки дають змогу краще оцінювати дані з інших планет і коригувати критерії пошуку біосигнатур.

«Це не означає, що фосфін на Венері — хибна тривога, але точно вказує, що інтерпретація таких сигналів має бути обережною», — підсумовують дослідники. Роль фосфіну в астробіології переглядається, і тепер учені краще розуміють, за яких умов цей газ може виявлятися поза Землею.