Propuesta de una nueva receta de la búsqueda de vida alienígena

Para la mayoría de las especies de la vida en el Universo y el oxígeno puede ser mortal veneno. Pero, por extraño que parezca, esto puede simplificar la búsqueda de tal vida para астробиологов. Imagine que usted se sienta en la máquina del tiempo, que no sólo será capaz de viajar miles de millones de años, sino de superar luz goles en el espacio ultraterrestre, y todo para encontrar la vida en el Universo. Con lo que has empezado la búsqueda? Las recomendaciones de los científicos pueden sorprender.

Lo Primero que piensas que la vida puede ser similar al de una conocida nos de la vida terrenal: la hierba, los árboles, резвящиеся animales en el abrevadero bajo el cielo azul y el amarillo del sol. Pero esto es incorrecto, el proceso de pensamiento. Los astrónomos, que realizan el censo de planetas de la vía láctea, se inclinan a creer que la mayor parte de la vida en el Universo existe en los mundos que giran alrededor de enanas rojas de las estrellas, que es menor, pero mucho más numerosa que las estrellas como nuestro Sol. En parte debido a la abundancia de los astrónomos tienen que estudiar con toda прилежностью. Tomemos, por ejemplo, una enana roja de TRAPPIST-1, que se encuentra a 40 años luz de nosotros. En el año 2017, los astrónomos han descubierto que alrededor de él gira de al menos siete similares a la Tierra de los planetas. Muchos de los nuevos observatorios en el capítulo con la estrella de la NASA, el telescopio espacial james webb – comenzar a trabajar en 2019 y podrán conocer más de cerca los planetas del sistema TRAPPIST-1, así como en muchos otros planetas el enanas rojas en busca de la vida.

Mientras tanto, nadie sabe a ciencia cierta que usted encontrará visitando uno de estos extraños mundos en su coche en el espacio-tiempo, pero si el planeta se parece a la Tierra, una alta probabilidad de que usted encontrará los gérmenes, no da мегафауну. Un estudio publicado el 24 de enero en Science Advances, demuestra que este hecho curioso de que puede significar para la búsqueda de extraterrestres. Uno de los autores del trabajo de david Катлинг, un químico de la Universidad de washington en seattle, estirado buscando en la historia de nuestro planeta, para elaborar una nueva receta para la búsqueda одноклеточной de la vida en los mundos lejanos en el futuro cercano.

Ahora, en la Tierra la mayor parte de la vida es microbiana, y una lectura atenta de los fósiles y de los datos geoquímicos del planeta demuestra que así ha sido siempre. Organismos como plantas y animales–, así como el oxígeno, que estas plantas producen para que los animales se les respiraba, – con respecto a los nuevos fenómenos que han aparecido en los últimos quinientos millones de años. Antes de eso, de cuatro mil millones de años de la historia de la Tierra, los primeros dos mil millones de años nuestro planeta se celebró en el papel de "илистого del mundo", dirigida por alimentan de metano de los microbios, para que el oxígeno no era живительным gas, y de veneno letal. El desarrollo de la фотосинтезирующих cianobacterias ha determinado el destino de los siguientes dos mil millones de años, y "метаногеновые" los microbios fueron tratados en lugares oscuros, donde no podía llegar el oxígeno – cuevas subterráneas, el más profundo de los pantanos y otros oscuros del territorio en el que los habitan hasta ahora. La cianobacteria poco a poco озеленили nuestro planeta, lentamente llenaron la atmósfera de oxígeno y sentó las bases del mundo moderno. Si usted ha visitado nuestro planeta en su máquina del tiempo todos estos años, nueve veces de cada diez se encontraban sólo одноклеточную la vida de las algas, así como el riesgo sería ahogarse en el pobre de oxígeno libre.

Esto crea una dificultad para los científicos, que la esperanza de usar el telescopio james webb (y no la máquina del tiempo) para la búsqueda de otros mundos con vida. Las moléculas en la atmósfera de un planeta puede absorber pasa la luz de las estrellas, gracias a la cual se forman las huellas de la luz, que puede detectar los astrónomos. La abundancia de oxígeno en la atmósfera de un planeta, uno de los más evidentes de los punteros de la posibilidad de la vida, ya que sin la biología no es muy fácil. En opinión de астробиологов, esta altamente reactiva el gas puede ser "биосигнатурой", ya que en las grandes concentraciones "fuera de quicio" con el medio ambiente. El oxígeno, como regla general, cae desde el aire en forma de óxido y otros окислений en los metales, y no se mantiene en estado gaseoso, por lo tanto, si mucho, algo, tal vez фотосинтезирующая la vida debe continuar su reponer. Pero si se toma el ejemplo de nuestro planeta, астробиологи reconocen que el oxígeno puede ser el último que van a encontrar en genética dice que el complejo de la fotosíntesis como proceso de elaboración de oxígeno fue inventado цианобактериями como inusual evolutivo de la innovación, que se encuentra sólo una vez a lo largo de la larga historia de la biosfera terrestre. Por lo tanto, cualquier cazador de la vida en otros planetas podrá ver a través de la lente del telescopio, probablemente, бескислородную planeta. ¿En qué otro биосигнатуры puede buscar un cazador?

En la actualidad, la mejor manera de encontrar la respuesta es volver a nuestra máquina del tiempo. Sólo que esta vez será virtual, informática el modelo, que se sumerge en aquellas profundidades бескислородного del pasado de la Tierra (o de este extraterrestre de la paz), explorando la posible química de los gases en la atmósfera y el océano, que podría tener lugar. Utilizando los datos antiguos de madera y otros modelos para la selección de los mejores suposiciones acerca de la química del medio ambiente de la Tierra tres mil millones de años atrás, el equipo puede ver claramente los desequilibrios de las биосигнатуры. En realidad, esto ha hecho Катлинг, trabajando con joshua Криссансен-Тоттоном y stephanie olson de la universidad de california en riverside.

Su "máquina del tiempo" es una aproximación numérica de la gran cantidad de aire, bloqueo en grande una caja transparente con el océano de ella fundación de la caja; el equipo simplemente calcula como la contenida en la caja de gaza van a reaccionar y se mezclan con el paso del tiempo. Finalmente interactúan gases utilizan toda la "energía libre" en la caja y se alcanzó un equilibrio para la reacción necesita más energía desde el exterior, como si limonada expirado. Comparando el cóctel выдохшихся de los gases de la mezcla, encerrado en una caja inicialmente, los científicos pueden calcular con exactitud, como y cuando la atmósfera del mundo se encontraba en equilibrio. Este enfoque puede reproducir el ejemplo más evidente atmosférica desequilibrio que hay en el planeta – la presencia de oxígeno y trazas de metano. Simple química muestra que estos gases no deben coexistir durante mucho tiempo, pero en la Tierra que coexisten, que claramente da a entender que algo en nuestro planeta respira y vive. Pero para la antigua Tierra sin oxígeno modelo demostrará totalmente diferente comportamiento.

"Nuestro estudio proporciona una respuesta" a la pregunta de cómo encontrar аноксическую la vida en el planeta tierra, dice Катлинг. La mayor parte de la vida fácil — como el de los microbios y la mayoría de los planetas no han llegado a la fase rica en oxígeno de la atmósfera. La combinación relativamente frecuente de dióxido de carbono y el metano (en ausencia de monóxido de carbono) es биосигнатура de este mundo.

Криссансен-Тоттон explica con más detalle: "la Presencia de metano y de dióxido de carbono al mismo tiempo — poco común, ya que el dióxido de carbono es el más окисленное estado de carbono y el metano (compuesto por un átomo de carbono enlazado a cuatro átomos de hidrógeno) — por el contrario. Hacer dos de estas formas extremas de oxidación en la atmósfera al mismo tiempo, muy difícil en ausencia de vida". Firme el planeta con el océano y más de 0,1% de metano en la atmósfera debe considerarse como potencialmente planetas habitados, creen los científicos. Y si funciona el metano llega al nivel de 1% o más, en cuyo caso, este planeta no será "posiblemente", y "probablemente" habitable.

Jim Casting, un químico de la universidad de pensilvania, dice que estos resultados "en el camino correcto", a pesar de que "la idea de que el metano puede ser биосигнатурой en аноксидной la atmósfera, sobre la antigua".

Además, Катлинг y sus colaboradores han descubierto la manera de su метановая la firma debe a sí mismo de ejercer y cómo distinguirla de la no vivos de las fuentes. En su modelo, el metano en la atmósfera аноксидной planeta tierra normalmente debe reaccionar con el dióxido de carbono, que aún se conserva en el aire, mezclándose con el nitrógeno y el vapor de agua, проливаясь la lluvia en forma grave de la conexión. Más cálculos han demostrado que ninguna abióticos (no vivos) fuentes de metano en firme el planeta no pueden producir suficiente gas para impedir que este proceso — ya sea volcánica humos, las reacciones químicas en aguas profundas жерлах e incluso de la caída de asteroides. Sólo vivo la población comen el metano, las bacterias pueden explicar el gas. Lo que es más importante, incluso si abióticos fuentes de proporcionarle suficiente metano, que, casi inevitablemente, harán un montón de monóxido de carbono que es un gas, que es venenoso para los animales, pero muy querido por muchos microbios. Juntos, el metano y el dióxido de carbono, en ausencia de monóxido de carbono, firme el planeta con el océano pueden ser interpretadas como un signo de la vida, no dependiente de oxígeno.

Esto es una buena noticia para los astrónomos. El telescopio james webb con trabajo se puede determinar directamente la presencia de oxígeno en cualquier potencialmente habitable el planeta, que verá en el curso de su misión. Como tus ojos pueden distinguir la luz visible, pero no ven la radio o los rayos x, la visión de webb configurado en el espectro infrarrojo del espectro, que es ideal para el estudio de los antiguos de las estrellas y de las galaxias, pero no cumple con oxígeno líneas de absorción, donde se dispersa y raros. Algunos científicos han expresado su preocupación de que la búsqueda de la vida tiene que posponer hasta la aparición de otros más capaces de telescopios. Pero a pesar de webb, no puede ver el oxígeno, su infrarrojos ojos perfectamente puede ver signos de vida libre de oxígeno. El telescopio al mismo tiempo es capaz de detectar metano, dióxido de carbono y monóxido de carbono en las atmósferas de algunos de los planetas cerca de enanas rojas de las estrellas. Por ejemplo, en el sistema de TRAPPIST-1.

Y, sin embargo webb, es poco probable lidiar con la parte más importante de los criterios de Катлинга — la definición de la cantidad relativa de cada gas y no sea capaz de comprender, por ejemplo, producen si el metano en separadamente el planeta de los volcanes o пукающие los gérmenes. Es poco probable webb encontrará аноксидную la biosfera en algún planeta con el sol rojo.

Es Importante que el otro. La vida de buscar más importante que el oxígeno.