Появилась возможность выявить лучшие места для поиска внеземной жизни
Ученые предлагают новый способ поиска инопланетян — и, возможно, на Земле уже есть космический аппарат, который может помочь в этом. Этот новый способ поиска инопланетной жизни, как сообщается, основан на идее, что важен не только тип биосигналов, но и то, как они организованы.
«Наш подход может помочь сделать поиск жизни более эффективным. Если молекулярная совокупность не демонстрирует организации, подобной жизни, это может сделать ее менее приоритетной целью», — рассказал изданию Space.com Фабиан Кленнер из Калифорнийского университета в Риверсайде.
Давайте разберем эту концепцию, предлагает Space.com.
Во-первых, следует отметить, что жизнь использует и производит целый ряд биологически полезных веществ, таких как аминокислоты, пептиды, белки, жирные кислоты и так далее. Поэтому эти соединения считаются потенциальными «биосигналами» — если мы найдем их в другом мире, вполне возможно, что они были получены в результате жизненных процессов (по крайней мере, жизни, какой мы ее знаем).
Однако эти соединения не являются исключительно биологическими — их могут образовывать и абиотические химические реакции, которые не имеют никакого отношения к биологии, и разграничение между двумя возможными источниками является одной из величайших задач астробиологии. Например, метановые столбы на Марсе могут иметь биологическое или геологическое происхождение, и та же неопределенность также препятствует обнаружению фосфина в атмосфере Венеры или потенциальному обнаружению диметилсульфида (DMS) в атмосфере экзопланеты K2-18b.
Это вносит путаницу, поскольку обнаружение биосигналов не обязательно означает, что мы обнаружили жизнь, продолжает Space.com.
Однако Фабиан Кленнер участвует в команде, возглавляемой Гидеоном Йоффе из Института Вейцмана в Израиле, которая показала, что, возможно, существует способ различать биологическое и абиотическое происхождение.
Для этого они взяли пример из книги экологов, где жизнь измеряется двумя показателями: ее разнообразием и равномерностью распространения.
Исследователи сосредоточились на двух биологических соединениях: аминокислотах и жирных кислотах. Аминокислоты образуют длинные цепочки, называемые пептидами, которые объединяются в белки, которые являются «рабочими лошадками» внутри биологических клеток. Жирные кислоты являются частью структуры этих клеток. И те, и другие могут вырабатываться как живыми, так и неживыми процессами.
«Мы сосредоточились на аминокислотах и жирных кислотах, потому что они являются центральными молекулярными классами для жизни, какой мы ее знаем, и потому что существуют подходящие наборы данных», — рассказал Кленнер.
Действительно, команда Йоффе и Кленнера смогла изучить около 100 наборов данных, включая образцы с астероидов, окаменелостей, метеоритов, микробов, почв и синтетические лабораторные образцы.
Ученые показали, что аминокислоты более разнообразны и распределяются более равномерно, когда они создаются живыми организмами, чем когда они образуются в результате неживых процессов. С жирными кислотами все наоборот — они менее разнообразны и распределены менее равномерно, когда они создаются биологическими методами, рассказывает далее Space.com.
Исследователи предупреждают, что это не самый надежный метод обнаружения жизни. Прежде всего, они показали, что он работает только с аминокислотами и жирными кислотами. «В принципе, аналогичные организационные тенденции могут существовать и для других молекулярных классов, но это все еще нуждается в проверке», — отмечает Кленнер.
Во-вторых, разнообразие и распределение этих биосоединений необходимо рассматривать в контексте других молекул, иначе невозможно сказать, насколько они разнообразны и равномерно распределены на самом деле. Это означает, что он не может быть применен к обнаружению DMS на экзопланете K2-18b, поскольку мы просто недостаточно знаем об атмосфере этой экзопланеты, чтобы количественно оценить разнообразие и распределение.
«Для такой одиночной молекулы, как DMS, ситуация иная», — сказал Кленнер. «Для K2-18b одной только DMS было бы недостаточно для нашего анализа — нам потребовался бы более широкий перечень родственных молекул».
Однако этот метод может оказаться более полезным ближе к дому, в нашей солнечной системе, где образцы и наборы данных более полные. Одним из полезных аспектов исследования является то, что организационные структуры сохраняются независимо от степени деградации биологического образца. Например, окаменелые яйца динозавров сохранили следы распределения и разнообразия аминокислот и жирных кислот.
Это может оказаться полезным для изучения Марса, где астробиологи ищут свидетельства существования жизни на Красной планете миллиарды лет назад, когда Марс был теплее и влажнее, отмечает Space.com.
«Биологические образцы не просто теряют смысл после разложения, — говорит Кленнер. – Некоторая организационная информация может сохраняться, что делает этот подход полезным для изучения древнего Марса».
Сам по себе этот метод не может подтвердить существование жизни — в целом, обнаружение инопланетной жизни стало бы таким глубоким открытием, что нам потребовалось бы множество доказательств, чтобы быть абсолютно уверенными.
Однако он может указать нам на лучшие места для поиска, подчеркивается в публикации Space.com.
Одним из таких мест может быть спутник Юпитера Европа, на котором под толстым слоем льда находится глобальный водный океан. Астробиологи не могут решить, способен ли этот океан поддерживать жизнь или нет. Хотя предстоящая миссия НАСА Europa Clipper, которая в настоящее время находится на пути к Юпитеру и должна прибыть в 2031 году, не сможет заглянуть под лед, она сможет изучить возможные места, где океан вырвался на поверхность.
«Один из приборов на борту Clipper, анализатор поверхностной пыли, сможет измерять соотношение содержания органических молекул в крупинках льда, выбрасываемых с Европы, — отмечает Кленнер. – Если будут обнаружены семейства органических молекул, то наш подход, основанный на разнообразии, поможет определить, соответствуют ли эти молекулы абиотической химии или биологической организации».