Астрономы и ученые-планетологи думали, что знают, как найти доказательства жизни на планетах за пределами нашей Солнечной системы. Но новое исследование показывает, что спутники внесолнечных планет могут давать «ложные срабатывания», добавляя неудобный элемент неопределенности к поиску.
К настоящему времени подтверждено существование более 1800 экзопланет, причем их число быстро растет. Около 20 из них считаются потенциально обитаемыми. Это потому, что они только несколько массивнее Земли и вращаются вокруг своих родительских звезд на расстояниях, которые могут позволить существовать жидкой воде.
Астрономы скоро надеются, что смогут определить состав атмосферы таких перспективных инопланетных миров. Они могут сделать это, анализируя спектр поглощенного ими света. Для подобных Земле миров, вращающихся вокруг маленьких звезд, этот сложный подвиг может быть выполнен с помощью космического телескопа NASA James Webb, запуск которого запланирован на 2018 год.
Они думали, что знают, как искать подпись жизни. Есть определенные газы, которые не должны существовать вместе в атмосфере, находящейся в химическом равновесии. Атмосфера Земли содержит много кислорода и следовых количеств метана. Кислород не должен существовать в стабильной атмосфере. Как известно любому, у кого на машине есть пятна ржавчины, он имеет сильную тенденцию к химическому сочетанию со многими другими веществами. Метана не должно быть в присутствии кислорода. При смешивании два газа быстро реагируют с образованием углекислого газа и воды. Без какого-либо процесса, чтобы заменить его, метан улетел бы из нашего воздуха через десятилетие.
На Земле кислород и метан остаются вместе, потому что живые существа постоянно пополняются. Бактерии и растения собирают энергию солнечного света в процессе фотосинтеза. В рамках этого процесса молекулы воды разлагаются на водород и кислород, выделяя свободный кислород в качестве отходов. Около половины метана в атмосфере Земли происходит из бактерий. Остальное происходит от человеческой деятельности, включая выращивание риса, сжигание биомассы и метеоризм, производимый огромным стадом коров и других жвачных животных, поддерживаемых нашими видами.
Само по себе обнаружение метана в атмосфере планеты не удивительно. Многие чисто химические процессы могут сделать это, и это в изобилии в атмосферах газовых гигантов планет Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, и на большой луне Сатурна Титане. Хотя один кислород иногда называют возможным биомаркером; его присутствие само по себе не является убедительным доказательством жизни. Существуют чисто химические процессы, которые могут протекать на чужой планете, и мы пока не знаем, как их исключить. Нахождение этих двух газов вместе, тем не менее, кажется настолько близким, насколько можно было бы найти «дымящийся пистолет», свидетельствующий о жизнедеятельности.
Международный аргумент под руководством доктора Ханно Рейна из Департамента экологических и физических наук в Университете Торонто в Канаде, в этот аргумент был выдвинут обезьяной гаечный ключ. Их результаты были опубликованы в майском издании Труды Национальной академии наук США.
Предположим, они предположили, что кислород присутствует в атмосфере планеты, а метан присутствует отдельно в атмосфере луны, вращающейся вокруг планеты. Команда использовала математическую модель, чтобы предсказать спектр света, который мог бы быть измерен космическим телескопом около Земли для вероятных пар планета-луна. Они обнаружили, что полученные спектры близко имитируют спектры одного объекта, атмосфера которого содержит оба газа.
Если планета не вращается вокруг одной из ближайших звезд, они показали, что невозможно отличить пару планета-луна от одного объекта, используя технологию, которая будет доступна в ближайшее время. Команда назвала их результаты «неудобными, но неизбежными ... Будет возможно получить наводящие на размышления подсказки, указывающие на возможное проживание, но исключение альтернативных объяснений этих подсказок, вероятно, будет невозможно в обозримом будущем».
Ссылки и дальнейшее чтение:
Каталог обитаемых экзопланет, Лаборатория планетарного обитания, Университет Пуэрто-Рико в Аресибо
Kaltenegger L., Selsis F., Fridlund M. et al. (2010) Расшифровка спектральных отпечатков обитаемых экзопланет. Астробиология, 10 (1) с. 89-102.
Майор Дж. (2013) Земляоподобные экзопланеты окружают нас. Космический Журнал
Rein H., Fujii Y. и Spiegel D. S. (2014). Некоторые неудобные истины о биосигнатурах, связанных с двумя химическими видами на земноподобных экзопланетах. Известия Национальной академии наук, 111 (19) с. 6871-6875.
Саган С., Томпсон В. Р., Карлсон Р., Гурнетт Д., Хорд, С. (1993) Поиски жизни на Земле с космического корабля Галилео. Природа, 365 р. 715-721.
