|
Внеземная жизнь и особенности океанических миров
|
|
|
|
Когда речь идёт о поиске жизни в других частях Вселенной, метан и другие химические соединения рассматриваются как признаки биологии, поскольку они часто вырабатываются живыми микробами. Однако учёные могут быть введены в заблуждение, поскольку определённые геологические процессы могут создавать химические сигнатуры, идентичные сигнатурам живых организмов.
|
|
|
|
Чтобы помочь выявить истинные биологические сигналы и снизить риск ложных срабатываний, исследователи разработали модель, которая моделирует химический состав планеты без жизни. Их исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
|
|
|
|
Ледяные океанические миры, такие как спутник Сатурна Энцелад и спутник Юпитера Европа, являются главными целями в поисках внеземной жизни, поскольку под их ледяными оболочками находятся жидкие океаны. Считается, что они обладают внутренней тепловой и химической энергией, необходимой для поддержания жизни.
|
|
|
|
Однако, если учёные обнаружат метан в этих скрытых океанах, это не обязательно будет означать, что они нашли жизнь, поскольку метан также может образовываться в результате небиологических химических реакций между водой и горными породами, а также других геологических процессов.
|
|
|
|
«Миры, обитающие в океанах, являются важными целями для миссий по обнаружению жизни… Однако для выявления потенциальной жизни необходимо наблюдать чёткие и недвусмысленные сигналы биосигнатур, превышающие базовый уровень существующих абиотических процессов…», — написали исследователи в своей статье.
|
|
|
|
|
|
|
Космические агентства разрабатывают и создают чувствительные приборы для обнаружения потенциальных биосигнатур, таких как метан и изотопы углерода, во время будущих миссий. Но без строгого базового уровня того, что планета или луна производят естественным образом, они не смогут определить, действительно ли обнаруженное ими действительно является сенсацией. Эта модель даёт учёным инструмент для расчёта естественного фонового химического состава, чтобы они могли определить, когда сигнал действительно необычен.
|
|
|
|
Для разработки своей модели исследовательская группа использовала Энцелад в качестве примера. Они отслеживали, как химические соединения и их изотопные характеристики перемещаются с каменистого морского дна через километры океанской воды в космос.
|
|
|
|
Они сосредоточились на двух основных потенциальных признаках жизни. Первый — это изотопы углерода метана. Живые микробы часто производят метан с иным изотопным балансом углерода, чем во многих небиологических процессах, поскольку они предпочитают использовать более легкий изотоп углерода-12.
|
|
|
|
Второй — они изучали хиральность аминокислот. Это строительные блоки жизни, и, когда они создаются биологическими организмами, они почти исключительно «левосторонние», то есть их молекулярная форма имеет одну предпочтительную ориентацию. Команда смоделировала, сколько времени требуется для того, чтобы эти левосторонние формы разложились и снова превратились в случайную смесь, плавая в чуждом океане.
|
|
|
|
Проверка модели
|
|
|
|
Команда проверила свою модель, используя реальные химические данные, собранные на Энцеладе в ходе прошлых космических миссий, а также компьютерные модели. Они хотели выяснить, может ли их модель различать биологические и геологические источники этих химических характеристик.
|
|
|
|
Они обнаружили, что, исходя из современного понимания Энцелада, некоторые геологические процессы могут приводить к образованию изотопных сигнатур метана, которые перекрываются с ожидаемыми сигнатурами живых микроорганизмов, что затрудняет их различение. В случае с аминокислотами они обнаружили противоположную проблему. Тепло океана может изменить их левостороннюю структуру, превратив их в случайную смесь всего за 100–10 000 лет, что может стереть свидетельства существования жизни.
|
|
|
|
Хотя учёные уже знали, что биология и геология могут создавать схожие химические сигнатуры, у них не было надёжного способа измерить степень их перекрытия. Новая концепция помогает предсказать, как бы выглядел безжизненный мир, облегчая определение того, какие дополнительные доказательства необходимы, прежде чем заявлять об открытии.
|
|
|
|
Источник
|
