Une nouvelle recette de la recherche d'une vie extraterrestre

Pour la plupart des espèces de la vie dans l'Univers de l'oxygène peut être un poison mortel. Mais, curieusement, cela peut considérablement simplifier la recherche de soi de la vie pour астробиологов. Imaginez que vous vous asseyez dans une machine de temps, ce qui n'est pas seulement en mesure de surfer sur des milliards d'années, mais et de survivre à la lumière des buts dans l'espace extra-atmosphérique, et tous les afin de trouver la vie dans l'Univers. Pourquoi vous avez commencé la recherche? Les conseils de spécialistes peuvent vous surprendre.

D'Abord, vous pensez que la vie peut être similaire à un familier de nous à la vie terrestre: l'herbe, les arbres, les ébats des animaux de la mare, sous un ciel bleu et le jaune du soleil. Mais ce n'est pas la pensée. Les astronomes, le conducteur de recensement des planètes de la Voie Lactée, sont enclins à croire que la plus grande partie de la vie dans l'Univers il y a sur les mondes qui tournent autour de naines rouges des étoiles, qui sont plus petites mais plus nombreuses que les étoiles comme notre Soleil. En partie à cause de cette abondance les astronomes doivent les étudier en toute le même soucis du détail. Prenons, par exemple, le nain rouge TRAPPIST-1, qui se trouve à 40 années-lumière de nous. En 2017, les astronomes ont découvert que tourne autour de lui au moins sept planètes comme la Terre. Beaucoup de nouveaux observatoires – dirigé avec la star de la NASA, le télescope spatial James Webb – commencer à travailler dans l'année 2019 et pourront découvrir les planètes du système TRAPPIST-1, ainsi que de nombreux autres planètes rouges nains dans la recherche de la vie.

En attendant, personne ne sait à coup sûr que vous trouverez en visitant l'un de ces mondes bizarres dans sa voiture, l'espace-temps, mais si la même planète similaire à la Terre, il est probable que vous trouverez les microbes, et non pas en proposant à мегафауну. L'étude, publiée le 24 janvier à la Science Advances, démontre que ce fait curieux peut signifier pour la recherche des extraterrestres. L'un des auteurs de David Катлинг, de l'atmosphère chimiste de l'Université de Washington à Seattle, contemplait dans l'histoire de notre planète, pour développer une nouvelle recette pour la recherche одноклеточной vie à des mondes éloignés dans un proche avenir.

Maintenant sur la Terre une grande partie de la vie est microbienne, et une lecture attentive des minéraux et de données géochimiques de la planète montre qu'il a toujours été. Les organismes comme des animaux et des plantes ainsi que l'oxygène que ces plantes produisent pour les animaux ils respiraient, – un phénomène relativement nouveau, apparu au cours des dernières demi-milliard d'années. Avant cela, à partir de quatre milliards d'années de l'histoire de la Terre, les deux premiers milliards d'années de notre planète a tenu dans le rôle de «boueux du monde» sous la direction de mangeurs de méthane de germes pour lesquels l'oxygène n'était pas plaisante gaz, un poison mortel. Le développement de cyanobactéries photosynthétiques, a déterminé le destin des deux prochains milliards d'années, et «метаногеновые» germes ont été coincés dans les endroits sombres où il ne peut avoir de l'oxygène – grottes souterraines profondes des marais et d'autres sombres communes, dans lesquels vivent encore. Les cyanobactéries progressivement озеленили notre planète, lentement ont rempli l'atmosphère de l'oxygène et jeté les bases pour le monde moderne. Si vous avez visité notre planète à sa machine à remonter le temps, toutes ces années, neuf fois sur dix, vous trouveriez seulement одноклеточную la vie des algues, ainsi que risquait de se étouffer dans un quartier très pauvre en oxygène de l'air.

Cela crée une difficulté pour les scientifiques qui espèrent utiliser le télescope James Webb (et non pas une machine de temps pour la recherche d'autres mondes avec la vie. Les molécules dans l'atmosphère de la planète peut absorber en passant la lumière des étoiles, grâce à quoi sont formés les empreintes de la lumière, qui peut détecter les astronomes. L'abondance de l'oxygène dans l'atmosphère de la planète – un des plus évidents pointeurs possible de la vie, parce que créer son sans la biologie n'est pas très facile. De l'avis de астробиологов, ce haut jet de gaz peut être «биосигнатурой», parce que dans les grandes concentrations, il «sort de l'équilibre avec l'environnement. L'oxygène est généralement tombe de l'air dans la forme de la rouille et d'autres окислений sur les métaux, et ne se tient pas à l'état gazeux, donc si c'est beaucoup, quelque chose – peut-être, фотосинтезирующая vie doit être constamment combler. Mais si vous prenez l'exemple de notre planète, астробиологи reconnaissent que l'oxygène peut être la dernière, qu'ils trouveront – génétique dit que le complexe de la photosynthèse comme le processus de production de l'oxygène a été inventé цианобактериями comme une évolutionniste de l'innovation, qui a été trouvé qu'une seule fois au cours de la longue histoire de la biosphère terrestre. Par conséquent, n'importe quel chasseur de la vie sur d'autres planètes voir à travers la lentille d'un télescope, probablement бескислородную la planète. Quel autre биосигнатуры peut chercher un chasseur?

Pour Le moment, la meilleure façon de trouver la réponse à retourner en notre temps de la machine. Seulement, cette fois, elle sera déjà virtuelle, informatique modèle qui s'enfonce dans les profondeurs inaccessibles бескислородного du passé de la Terre (ou du présent extraterrestre dans le monde), en explorant les possibles de la chimie des gaz dans l'atmosphère et l'océan, ce qui pourrait avoir lieu. En utilisant des données plus anciennes races et d'autres modèles pour la sélection de la meilleure des hypothèses sur la chimie de l'environnement de la Terre trois milliards d'années, l'ordinateur peut voir des déséquilibres évidents – les биосигнатуры. C'a fait Катлинг, en travaillant avec Joshua Криссансен-Тоттоном et Stéphanie Olson de l'université de Californie à Riverside.

Leur «machine du temps» représente une approximation numérique de l'énorme volume d'air fermée dans un grand une boîte transparente open de l'océanla fondation de la boîte; ordinateur, tout simplement les chiffres figurant dans la boîte de gaza vont réagir et se mélangent au fil du temps. Finalement interactifs de gaza utilisent toute «l'énergie libre» dans la boîte et a atteint l'équilibre lorsque la réaction besoin de plus d'énergie de l'extérieur, comme si le soda fait long feu. En comparant un cocktail выдохшихся gaz animée avec un mélange de, enfermé dans une boîte à l'origine, les scientifiques peuvent calculer avec précision quand et comment l'atmosphère d'un monde était en équilibre. Cette approche permet de reproduire la plus évidente exemple atmosphérique du déséquilibre qui existe chez notre planète – la disponibilité de l'oxygène et des traces de méthane. La simple chimie montre que ces gaz ne doivent pas coexister longtemps, mais sur Terre, ils coexistent, ce qui est clairement fait comprendre que quelque chose sur notre planète qui respire et vit. Mais pour l'ancienne Terre sans oxygène le modèle va montrer un tout autre comportement.

«Notre étude fournit une réponse» à la question de savoir comment trouver аноксическую la vie sur une planète de type terrestre, dit Катлинг. Une grande partie de la vie simple, comme les microbes et la plupart des planètes ne sont pas encore arrivés à la phase riche en oxygène de l'atmosphère. La combinaison de relativement répandue de dioxyde de carbone et de méthane (en l'absence de monoxyde de carbone) est биосигнатура de ce monde.

Криссансен-Тоттон explique plus en détail: «la Présence de méthane et de dioxyde de carbone à la fois inhabituel, parce que le dioxyde de carbone est le plus oxydé l'état de carbone et le méthane (composé d'un atome de carbone lié à quatre atomes d'hydrogène) — au contraire. Produire ces deux formes extrêmes d'oxydation dans l'atmosphère à la fois très difficile en l'absence de la vie». Solide de la planète avec l'océan et de plus de 0,1% de méthane dans l'atmosphère doit être considéré comme potentiellement une planète habitable, estiment les scientifiques. Et si atmosphérique du méthane atteint un niveau de 1% et au-dessus, dans ce cas, la planète ne sera pas «potentiellement», «probablement» habitée.

Jim Casting, de l'atmosphère chimiste à l'université de Pennsylvanie, a déclaré que ces résultats «sur la bonne voie», alors que «l'idée que le méthane peut être биосигнатурой dans аноксидной atmosphère relativement ancienne.

En outre, Катлинг et ses co-auteurs ont constaté que leur метановая signature doit montrer et comment la distinguer de la inanimés sources. Selon leur modèle, le méthane dans l'atmosphère аноксидной planète de type terrestre doit réagir avec le dioxyde de carbone, qui est encore dans l'air, de la mélanger avec de l'azote et des couples, проливаясь la pluie sous forme de connexion. Les calculs ont montré qu'aucune abiotiques (inanimés) sources de méthane sur la planète ne peuvent pas produire assez de gaz pour empêcher ce processus — qu'il s'agisse volcanique des fumées, des réactions chimiques dans les eaux profondes жерлах et même de la chute d'astéroïdes. Seulement vivante de la population alimentant le méthane de bactéries peut expliquer le gaz. Plus important encore, même si abiotiques sources de vous fournir suffisamment de méthane, ils sont presque inévitablement produiront beaucoup de monoxyde de carbone — un gaz, qui est toxique pour les animaux, mais très aimé par beaucoup de microbes. Ensemble, le méthane et le dioxyde de carbone, en l'absence de monoxyde de carbone, sur une planète avec de l'océan peuvent être interprétés comme un signe de vie, n'est pas dépendante de l'oxygène.

C'Est de bonnes nouvelles pour les astronomes. Le télescope James Webb à peine capable de déterminer directement la disponibilité de l'oxygène sur n'importe quel potentiellement habitables dans la planète, qui verra au cours de sa mission. Que vos yeux peuvent distinguer la lumière visible, mais ne voient pas la radio ou les rayons x, vision Webb est configurée sur le spectre infrarouge — la partie du spectre, ce qui est idéal pour découvrir les étoiles et les galaxies, mais mal avec кислородными lignes d'intégration où ils sont dispersés et rares. Certains scientifiques craignent que la recherche de la vie devra attendre l'émergence d'autres, de plus en plus capable de télescopes. Mais bien que Webb ne peut pas facilement voir à l'oxygène, son œil infrarouge peut parfaitement voir des signes de l'oxygène de la vie. Le télescope est capable simultanément de détecter le méthane, le dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone dans l'atmosphère des planètes près de naines rouges étoiles. Par exemple, dans le système de TRAPPIST-1.

Webb est peu probable de faire face à la partie la plus importante de critères Катлинга — la définition de la quantité relative de chaque gaz — et ne peut pas comprendre, par exemple, produisent si le méthane sur notre planète des volcans ou пукающие les microbes. À peine Webb trouvera аноксидную la biosphère sur une planète sous le rouge du soleil.

Ce qui est Important. La vie est de chercher plus important que l'oxygène.