Могут ли ученые обнаружить жизнь в облаках атмосферы экзопланет? Именно этому посвящена рукопись на сервере препринтов arXiv, в которой команда исследователей изучает, как можно идентифицировать биосигналы микробов в атмосферах и облаках экзопланет. Это исследование потенциально может помочь ученым разработать новые методы поиска жизни на экзопланетах, как в том виде, в каком мы ее знаем, так и в том, в каком мы ее не знаем.
Для проведения исследования исследователи провели серию лабораторных экспериментов с участием семи воздушных штаммов микроорганизмов, полученных из атмосферы Земли. Сюда входят штаммы, относящиеся к Modestobacter versicolor, Roseomonas vinacea, Micrococcus luteus, Massilia niabensis и Noviherbaspirillum soli, а также виды Curtobacterium aetherium и Curtobacterium oceanosedimentum.
Исследователи использовали спектроскопию для анализа отраженного света (также называемого спектральными характеристиками) образцами с целью определения того, могут ли спектральные характеристики образцов быть использованы для идентификации биосигналов в атмосферах экзопланет. В конце концов, исследователи обнаружили, что каждый образец имеет свои собственные биосигналы, которые могут быть использованы для его идентификации в облаках и атмосферах экзопланет.
В заключении исследования говорится: "Здесь мы представляем дополнительный способ поиска жизни на экзопланетах, подобных Земле: поиск биопигментов как признаков жизни в облаках. Первые спектры отражения жизни в воздухе демонстрируют признаки биопигментов, защищающих от ультрафиолетового излучения, что является важным спектральным ориентиром для определения и интерпретации потенциальных биосигналов в отраженном свете экзопланет земного типа во время предстоящих миссий.
"Эта работа прокладывает путь к третьей парадигме поиска жизни на экзопланетах, признавая облака в качестве поверхностей для наблюдаемых жизнеобеспечивающих экосистем на экзопланетах, подобных Земле".
Исследователи ссылаются на несколько причин для этого исследования, в том числе на исследование, проведенное в 1976 году американским астрономом доктором Карлом Саганом и австралийско-американским астрофизиком доктором Эдом Салпитером относительно потенциальной возможности существования жизни в облаках Юпитера.
После проведения серии математических расчетов и моделирования облаков они предположили существование в атмосфере Юпитера четырех типов организмов: "погружающихся", "плавающих", "охотников" и "падальщиков", которые, как предполагалось, обитают в определенных экологических условиях в атмосфере Юпитера.
Еще одной мотивацией, упоминаемой в исследовании, является обсерватория обитаемых миров (HWO), запуск которой запланирован на 2040-е годы.
Основной целью HWO будет использование спектроскопии для наблюдения и анализа 25 пригодных для жизни экзопланет на предмет наличия биосигналов. Именно по этой причине в исследовании предполагалось, что эти биосигналы потенциально могут быть обнаружены HWO. Наряду с экзопланетами, HWO также проанализирует рост галактик, звездообразование и эволюцию, а также объекты Солнечной системы.
Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST) использовал спектроскопию для наблюдения атмосфер нескольких экзопланет, включая WASP-39 b и WASP-17 b, которые расположены примерно в 700 и 1324 световых годах от Земли соответственно. Для WASP-39 b JWST обнаружил воду, углекислый газ и монооксид углерода в атмосфере экзопланеты, в то время как у WASP-17 b на больших высотах в атмосфере были обнаружены частицы кварца.
JWST опубликовал две статьи в журнале Astrophysical Journal Letters, в которых описывается атмосфера TRAPPIST-1 e, экзопланеты размером с Землю, вращающейся в обитаемой зоне своей звезды-хозяина.
Результаты обоих исследований не дали окончательных результатов относительно атмосферы, существующей вокруг TRAPPIST-1 e, и подчеркнули, что будущие исследования могут помочь подтвердить существование атмосферы.
Система TRAPPIST-1 расположена примерно в 41 световом году от Земли и содержит семь известных миров размером с Землю, три из которых вращаются в пределах обитаемой зоны звезды.
Несмотря на это, существует гипотеза, что все семь планет привязаны к своей звезде-хозяину приливно-отливными волнами, а это означает, что одна сторона постоянно обращена к их звезде, точно так же, как Луна привязана к Земле приливно-отливными волнами, а другая сторона постоянно обращена к нашей планете.
