Gaz wytwarzany przez brokuły może pomóc w poszukiwaniu życia na innych planetach

Bromek metylu, podobnie jak inne tego typu gazy, powstaje w wyniku metylacji - powszechnego w przyrodzie procesu polegającego na przyłączeniu grupy metylowej (atomu węgla i trzech atomów wodoru) do atomu niepożądanego pierwiastka lub cząsteczki związku chemicznego.

W ten sposób rośliny mogą bezpiecznie wydalić do atmosfery potencjalnie toksyczne substancje. Gdyby takie gazy udało się wykryć w atmosferze innej planety, mógłby to być dowód na to, że istnieje tam jakaś forma życia.

"Metylacja na Ziemi jest tak powszechna, że spodziewamy się, że jeśli gdziekolwiek indziej występuje życie, zachodzi tam też metylacja" – podsumowuje wyniki swoich badań Michaela Leung, planetolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside w wydanym przez tę uczelnię komunikacie.

Jednym z gazów powstających w wyniku metylacji jest bromek metylu. W porównaniu z tradycyjnie poszukiwanymi przez badaczy biosygnaturami - gazami uznawanymi za wskaźnik istnienia życia - ma kilka istotnych zalet, które Michaela Leung przedstawia w badaniu niedawno opublikowanym w "Astrophysical Journal".

Przede wszystkim bromek metylu pozostaje w atmosferze krócej niż dotychczas wykorzystywane gazy biosygnaturowe. "Jeśli go znajdziesz, są spore szanse, że powstał niedawno i że cokolwiek go wytworzyło, nadal to robi" – tłumaczy Michaela Leung.

Kolejną zaletą bromku metylu jest wyższe prawdopodobieństwo, że został wytworzony przez jakąś formę życia. Inaczej jest z metanem, który równie dobrze mógł powstać w wyniku procesów geologicznych. "Możliwości wytworzenia bromku metylu w procesach niebiologicznych są ograniczone, więc jeśli go znajdziemy, to z dużym prawdopodobieństwem wskazuje na istnienie życia" – stwierdza Michaela Leung.

Ponadto bromek metylu pochłania światło o częstotliwości zbliżonej do innej biosygnatury - chlorku metylu - dzięki czemu łatwiej ich szukać za pomocą spektroskopii. Obecność gazów w pobliżu ciał niebieskich bowiem astronomowie określają na podstawie badania widma - światła tych gwiazd.

Chociaż bromek metylu jest na Ziemi niezwykle powszechny, niełatwo go wykryć w atmosferze ze względu na intensywność promieniowania UV Słońca. Promieniowanie ultrafioletowe inicjuje bowiem reakcje chemiczne, które powodują rozpad cząsteczek wody w atmosferze, dzieląc je na jony, które niszczą bromek metylu. Badanie Michaeli Leung wykazało jednak, że wokół tzw. czerwonych karłów typu widmowego M bromek metylu byłby łatwiejszy do wykrycia niż w naszym Układzie Słonecznym lub do niego podobnych.

Karły typu M są bowiem gwiazdami mniejszymi i chłodniejszymi niż Słońce, więc emitują mniej promieniowania UV. Jest to o tyle korzystne, że czerwone karły typu M występują ponad dziesięć razy częściej niż gwiazdy takie jak nasze Słońce i będą pierwszymi celami badań w nadchodzących poszukiwaniach życia na egzoplanetach. A wykrywalność bromku metylu w ich pobliżu jest, jak twierdzi Michaela Leunga, o cztery rzędy wielkości wyższa niż w pobliżu Słońca.

Dlatego naukowcy mają wielką nadzieję, że astrobiolodzy zaczną uwzględniać bromek metylu przy planowaniu przyszłych misji i projektowaniu teleskopów, które mają zostać wyniesione w kosmos w nadchodzących dziesięcioleciach.

Co prawda teleskop Jamesa Webba nie jest zoptymalizowany pod kątem wykrywania atmosfer podobnych do ziemskiej wokół innych ciał niebieskich, ale niektóre wielkie teleskopy naziemne, które pojawią się pod koniec dekady, będą lepiej przystosowane do analizowania składu atmosfery takich planet. Dlatego badacze z UCR zamierzają zbadać potencjał innych gazów metylowych jako biosygnatur.

"Uważamy, że bromek metylu jest jednym z wielu gazów powszechnie wytwarzanych przez organizmy na Ziemi, który może dostarczyć przekonujących dowodów na istnienie życia poza naszą planetą" – twierdzi współautor badania Eddie Schwieterman, astrobiolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside.