Удаленное обнаружение внеземной жизни по поверхностным биоиндикаторам на экзопланетах
Surface biosignatures of exo-Earths: Remote detection of extraterrestrial life. Siddharth Hegde, Ivan G. Paulino-Lima, Ryan Kent, Lisa Kaltenegger, Lynn Rothschild. PNAS. 2015. Vol. 112. No 13. P. 3886–3891.
За последние годы достигнут существенный прогресс в изучении экзопланет. Обнаружены первые каменистые планеты, расположенные в так называемой обитаемой зоне других звездных систем, где возможно существование жидкой воды. При этом остается непонятным, есть ли на них жизнь. Техники удаленного определения признаков жизни на экзопланетах основываются исключительно на знаниях ученых о закономерностях развития жизни на Земле. С середины 1960-х годов основная стратегия поиска жизни на других планетах заключалась в отслеживании специфической комбинации оксиленных и восстановленных газов, таких как О2 и СН4, в атмосфере экзопланет. Считалось, что нестабильная термодинамическая ситуация предполагает наличие активного агента (растений), отвечающего за нарушение химического равновесия. Однако растения появились на Земле только 460 млн лет назад. Значительно дольше продолжался период господства микроорганизмов. Следовательно, вероятность обнаружения спектральными методами микроорганизмов на экзопланетах значительно выше по сравнению с растениями. К тому же, разнообразные прокариоты и эукариоты обладают характеристической пигментацией. Авторы разработали базу данных световых спектров микроорганизмов, которая, как они надеются, сможет помочь найти жизнь на других планетах. В ходе работы была составлена картотека из 137 видов бактерий, где для каждого вида указаны его основные биологические особенности, а также приведены фотографии и данные спектрального анализа в видимой и коротковолновой инфракрасной (до 2,5 мкм) частях спектра. В работе были проанализированы как широко распространенные земные микроорганизмы, так и те, что живут в экстремальных условиях, например, на Крайнем Севере. Оказалось, что каждый микроорганизм имеет свой собственный спектр и цвет, поэтому по этим данным можно определить, какой микроорганизм обитает в той или иной среде. Ученые попытались представить, как выглядели бы земные микробы из космоса на расстоянии, соответствующем нескольким сотням световых лет. В случае если поверхность планеты покрыта слоем бактерий, то при помощи спектрального анализа излучения планеты и разработанного каталога можно понять, на какие земные микроорганизмы больше всего похожи обитатели той или иной экзопланеты. Из-за разнообразия форм земной жизни данная теория не работает в отношении Земли. Однако вполне вероятно, что в других мирах доминирует какая-то одна форма жизни, а новая база позволит по цвету планеты определить, какая именно. Следует отметить, что на сегодняшний день не найдено ни одной планеты с излучением хотя бы отдаленно напоминающим излучение земных бактерий. Однако авторы не теряют надежды и говорят, что, если жизнь и существует за пределами Земли, то она, скорее всего, представляет собой не гигантские разумные существ, а колонии микроорганизмов. Следующее поколение телескопов, опираясь на составленный атлас, сможет находить их следы. Новая база данных дает больше шансов приблизиться к ответу на вопрос о присутствии жизни за пределами нашей планеты.
В.В. Стрекопытов