BELLEVUE, Wash. - Fosfin, en hemsk luktande gas som är giftig för livet på jorden, kan signalera att det finns främmande livsformer någon annanstans i universum. Varför sådan E.T. skulle producera gasen är fortfarande spekulativ, men de kan använda den som en form av cellulär kommunikation.
I jakten på livet i kosmos, "det är ingen självklart val", sa Clara Sousa-Silva, en molekylär astrofysik postdoktorär vid MIT, under ett föredrag som presenterades igår (24 juni) här på Astrobiology Science Conference. För det första är fosfin här på jorden en "extremt brandfarlig, otroligt giftig, upprörande illaluktande molekyl."
Det är så reaktivt och kräver så mycket energi att göra, att det inte gynnas av livet på vår planet och egentligen inte borde finnas någonstans, sa hon. Trots det finns det allestädes närvarande över hela världen i små mängder.
Spår av denna gas finns i avloppsvatten, myrmarker, tarmkanalerna för fisk och mänskliga spädbarn, i risfält och i avföringen av pingviner. Men alla dessa platser har något gemensamt: De har inget syre.
Fosfin reagerar när det utsätts för syre och stör störande cellernas förmåga att använda syre för att generera energi. "Det är bara fosfins förhållande till syremetabolismen som gör det så giftigt", sade Sousa-Silva. (Så mycket att det användes som ett kemiskt vapen under WWI). I syrefria miljöer är "fosfin inte så ond."
Annat liv på avlägsna planeter som är fria från syre "skulle gärna kunna producera fosfin", sade hon. Här på jorden producerar mikroorganismer i syrefria miljöer fosfin, även om det är okänt hur och varför de spenderar så mycket energi för att göra det, sa Sousa-Silva till Live Science.
Hon spekulerar i att livet kan använda fosfin för försvar, för att fånga metaller för biokemiska processer eller för att kommunicera med andra celler, sade hon. Dessutom producerar och släpper större livsformer (som människor) små bitar fosfin ut i atmosfären genom insekticider och aktiviteter som metamfetaminproduktion.
Så Sousa-Silva och hennes team ville se hur rimligt det skulle vara att upptäcka fosfin på olika exoplaneter. De simulerade fosfinproduktion, överlevnad och förstörelse på olika exoplaneter - och fann att de under vissa förhållanden verkligen kunde upptäcka närvaron av fosfin genom att mäta hur det interagerar med ljus.
Deras data antydde att denna gas skulle kunna detekteras om den produceras globalt i koncentrationer som är jämförbara med de som finns i atmosfären i syrefattiga ekosystem på jorden, såsom avloppsverk.
Dessutom fann de att fosfin inte skulle ge några "falska positiver." Ibland kan icke-levande fenomen (såsom blixtar) eller geologiska strukturer (som vulkaner) frigöra gaser som metan eller molekyler som levande organismer producerar, lurar astrofysiker.
"Det verkar som att någon detekterbar mängd fosfin på en stenig tempererad exoplanet bara kunde produceras av livet," sade hon. Deras simuleringar visade blixt och vulkaner, bland andra fenomen, kan producera mycket små mängder fosfin, som är försumbara och inte detekterbara.
Föreställ dig ett vått syrefritt "tropiskt paradis från pol till pol", sa hon. "Denna planet kan potentiellt producera enorma mängder fosfin." De främmande livsformerna på den planeten skulle sannolikt hitta vår syrgasrika värld superappellerande, tillade hon. "Livet kan antingen älska syre eller älska fosfin, men det kan aldrig älska båda."
Men den faktiska sannolikheten för att en planet kommer att producera så mycket fosfin som kan upptäckas är fortfarande ganska låg, sade hon. Det beror på att fosfin kräver mycket energi att göra och fosforet (ett av elementen det är tillverkat av) finns troligen inte i stora mängder på någon planet, tillade hon. Men "bara för att en molekyl är i låga mängder och så har liten inverkan på, betyder det inte att du inte bör försöka leta efter den."
Jihua Hao, en postdoktorand vid universitetet Claude Bernand Lyon i Frankrike som inte var en del av studien men som deltog i föredraget, gick med på. "Jag vet inte hur mycket som kommer att uppnå tröskeln som ska upptäckas," sa Hao till Live Science. Men "det är en mycket lovande signatur."
Elisha Moore, biträdande professor vid Rowan University som inte heller var en del av studien men som deltog i samtalet, tycker att vi borde leta efter flera biosignaturer i kombination. "Det låter riktigt intressant ... särskilt om du kunde upptäcka det och koppla det till andra potentiella biosignaturgaser," sade Moore.
Sannerligen är detta potentiella mål bara en av över 16 000 potentiella molekyler som kan tjäna som livssignaler, sade Sousa-Silva. "Jag vet att vi inte borde spela favoriter med biosignaturgaser, men om vi gjorde det skulle jag hoppas att övertyga dig om att vara" lagfosfin. "
Resultaten kommer att publiceras i ett kommande nummer av tidskriften Astrobiology.
