BELLEVUE, Wash. - Phosphin, ein schrecklich riechendes Gas, das für das Leben auf der Erde giftig ist, könnte die Existenz fremder Lebensformen an anderer Stelle im Universum signalisieren. Warum solche E.T. würde das Gas produzieren ist immer noch spekulativ, aber sie könnten es als eine Form der zellulären Kommunikation verwenden.
Auf der Suche nach dem Leben im Kosmos "ist es keine offensichtliche Wahl", sagte Clara Sousa-Silva, Postdoktorandin für molekulare Astrophysik am MIT, während eines Vortrags, der gestern (24. Juni) hier auf der Astrobiology Science Conference vorgestellt wurde. Zum einen ist Phosphin hier auf der Erde ein "extrem entflammbares, unglaublich giftiges, unverschämt übelriechendes Molekül".
Es ist so reaktiv und benötigt so viel Energie, dass es vom Leben auf unserem Planeten nicht bevorzugt wird und eigentlich nirgendwo zu finden ist, sagte sie. Trotzdem ist es weltweit in kleinen Mengen allgegenwärtig.
Spuren dieses Gases finden sich in Abwässern, Sumpfgebieten, im Darm von Fischen und menschlichen Babys, in Reisfeldern und im Kot von Pinguinen. Alle diese Orte haben jedoch etwas gemeinsam: Sie haben keinen Sauerstoff.
Phosphin reagiert, wenn es Sauerstoff ausgesetzt wird, und beeinträchtigt die Fähigkeit der Zellen, Sauerstoff zur Energieerzeugung zu verwenden. "Nur die Beziehung von Phosphin zum Sauerstoffstoffwechsel macht es so giftig", sagte Sousa-Silva. (So sehr, dass es während des Ersten Weltkriegs als chemische Waffe eingesetzt wurde). In sauerstofffreien Umgebungen ist "Phosphin nicht so böse".
Andere Leben auf weit entfernten Planeten, die frei von Sauerstoff sind, "könnten glücklich Phosphin produzieren", sagte sie. Hier auf der Erde produzieren Mikroorganismen in sauerstofffreien Umgebungen Phosphin, obwohl nicht bekannt ist, wie und warum sie dafür so viel Energie verbrauchen, sagte Sousa-Silva gegenüber Live Science.
Sie spekuliert, dass das Leben Phosphin zur Abwehr, zum Einfangen von Metallen für biochemische Prozesse oder zur Kommunikation mit anderen Zellen verwenden könnte, sagte sie. Darüber hinaus produzieren und geben größere Lebensformen (wie Menschen) durch Insektizide und Aktivitäten wie die Methamphetaminproduktion kleine Phosphinstücke in die Atmosphäre ab.
Deshalb wollten Sousa-Silva und ihr Team sehen, wie plausibel es wäre, Phosphin auf verschiedenen Exoplaneten nachzuweisen. Sie simulierten die Phosphinproduktion, das Überleben und die Zerstörung auf verschiedenen Exoplaneten - und stellten fest, dass sie unter bestimmten Bedingungen tatsächlich das Vorhandensein von Phosphin durch Messung der Wechselwirkung mit Licht nachweisen konnten.
Ihre Daten deuten darauf hin, dass dieses Gas nachweisbar sein könnte, wenn es weltweit in Konzentrationen produziert wird, die mit denen in der Atmosphäre sauerstoffarmer Ökosysteme auf der Erde wie Kläranlagen vergleichbar sind.
Darüber hinaus stellten sie fest, dass Phosphin keine "falsch positiven" Ergebnisse liefert. Manchmal können nicht lebende Phänomene (wie Blitze) oder geologische Strukturen (wie Vulkane) Gase wie Methan oder Moleküle freisetzen, die lebende Organismen produzieren, was Astrophysiker täuscht.
"Es scheint, dass jede nachweisbare Menge an Phosphin auf einem felsigen, gemäßigten Exoplaneten nur vom Leben produziert werden kann", sagte sie. Ihre Simulationen zeigten, dass Blitze und Vulkane unter anderem sehr geringe Mengen an Phosphin produzieren können, die vernachlässigbar und nicht nachweisbar sind.
Stellen Sie sich ein feuchtes, sauerstofffreies "tropisches Paradies von Pol zu Pol" vor, sagte sie. "Dieser Planet könnte möglicherweise enorme Mengen an Phosphin produzieren." Die außerirdischen Lebensformen auf diesem Planeten würden unsere sauerstoffreiche Welt wahrscheinlich sehr unattraktiv finden, fügte sie hinzu. "Das Leben kann entweder Sauerstoff oder Phosphin lieben, aber es kann niemals beide lieben."
Die tatsächliche Wahrscheinlichkeit, dass ein Planet so viel Phosphin produziert, um nachweisbar zu sein, ist jedoch immer noch ziemlich gering, sagte sie. Das liegt daran, dass Phosphin viel Energie benötigt und der Phosphor (eines der Elemente, aus denen er hergestellt wird) wahrscheinlich auf keinem Planeten in großen Mengen vorkommt, fügte sie hinzu. Aber "nur weil ein Molekül in geringen Mengen vorhanden ist und daher geringe Auswirkungen auf das Molekül hat, heißt das nicht, dass Sie nicht versuchen sollten, danach zu suchen."
Jihua Hao, ein Postdoktorand an der Universität Claude Bernand Lyon in Frankreich, der nicht an der Studie teilnahm, aber an dem Vortrag teilnahm, stimmte zu. "Ich weiß nicht, wie viel die zu erkennende Schwelle erreichen wird", sagte Hao gegenüber Live Science. Aber "es ist eine sehr vielversprechende Unterschrift."
Elisha Moore, Assistenzprofessorin an der Rowan University, die ebenfalls nicht Teil der Studie war, aber an dem Vortrag teilnahm, ist der Meinung, dass wir nach mehreren Biosignaturen in Kombination suchen sollten. "Es klingt wirklich interessant ... vor allem, wenn man es erkennen und mit anderen potenziellen Biosignaturgasen verknüpfen könnte", sagte Moore.
Tatsächlich ist dieses potenzielle Ziel nur eines von über 16.000 potenziellen Molekülen, die als Lebenssignale dienen könnten, sagte Sousa-Silva. "Ich weiß, wir sollten keine Favoriten mit Biosignaturgasen spielen, aber wenn wir das tun würden, würde ich hoffen, Sie davon zu überzeugen, 'Teamphosphin' zu sein."
Die Ergebnisse werden in einer der nächsten Ausgaben der Zeitschrift Astrobiology veröffentlicht.
