É oferecido uma nova receita de busca de vida alienígena

Para a maioria das espécies de vida, em um Universo de oxigênio pode ser um veneno mortal. Mas, estranhamente, isso pode simplificar a sua procura de tal vida para астробиологов. Imagine que você se senta em uma máquina do tempo, que não só será capaz de viajar milhares de milhões de anos, mas e superar os efeitos de luz, com golos no espaço sideral, e com tudo, para encontrar a vida no Universo. Por que você começou a procurar? Recomendações de cientistas podem surpreendê-lo.

Primeiramente você pensar que a vida pode ser semelhante ao familiar-nos a vida na terra: grama, árvores, brincando de animais de estimação no charco, sob um céu azul e do sol amarelo. Mas isso é incorreto linha de pensamento. Os astrônomos, realizando o censo de planetas da via Láctea, tendemos a acreditar que a maior parte da vida no Universo existe em mundos que giram em torno de anão vermelho das estrelas, que é menor, mas mais numerosos do que estrelas como o nosso Sol. Em parte devido a isso abundância astrônomos têm de estudá-los com toda a própria diligência. Tomemos, por exemplo, o vermelho anão TRAPPIST-1, que fica a 40 anos-luz de distância de nós. No ano de 2017, os astrónomos descobriram que em torno dele gira em pelo menos sete semelhantes à Terra dos planetas. Uma variedade de novos observatórios – liderado com a estrela da NASA, o telescópio James Вебба – vai começar a trabalhar em 2019 e será capaz de explorar os planetas do sistema TRAPPIST-1, bem como de muitos outros planetas do vermelho de anões em busca de um estilo de vida.

Entretanto, ninguém sabe ao certo, o que você vai encontrar, visitando um desses estranhos mundos no seu carro espaço-tempo, mas se o planeta mais parecido com a Terra, a probabilidade de que você vai encontrar os germes, e não atraente мегафауну. Um estudo publicado em 24 de janeiro no Science Advances, demonstra que este é um fato curioso pode significar para a busca de extraterrestres. Um dos autores do trabalho de David Катлинг, aspirado químico da Universidade de Washington, em Seattle, observa a história do nosso planeta, para desenvolver uma nova receita para a pesquisa одноклеточной de vida em outros mundos, em um futuro próximo.

Agora, na Terra, uma grande parte da vida é microbiana, e minuciosa leitura de fósseis e geoquímicos de dados do planeta mostra que isso sempre foi assim. Organismos como plantas e animais – e também oxigênio, que essas plantas produzem para os animais eles respiravam, relativamente ao fenómeno novo, que apareceu durante os últimos cerca de meio bilhão de anos. Antes disso, a partir de quatro bilhões de anos da história da Terra, os primeiros dois bilhões de anos, nosso planeta passou no papel de "илистого do mundo" baseado no alimentam de metano de micróbios, para que o oxigênio não foi vivificante gás, e um veneno mortal. O desenvolvimento de cianobactérias fotossintéticas determinou o destino seguintes dois bilhões de anos, e "метаногеновые" os micróbios foram se esconder em lugares escuros, onde não podia entrar oxigênio – cavernas subterrâneas, profundos pântanos e outros sombrios e os espaços em que os habitam até hoje. Cyanobacteria gradualmente озеленили nosso planeta, lentamente e a encheram a atmosfera de oxigênio e estabeleceu as bases para o mundo moderno. Se você visitou o nosso planeta em sua máquina do tempo, em todos estes anos, nove vezes em dez, você encontraria apenas unicellular dos de vida de algas, e também arriscou iria sufocar o pobre de oxigênio do ar.

Isto cria uma dificuldade para os cientistas que esperam usar o telescópio James Вебба (e não a máquina do tempo) para a busca de outros mundos com a vida. As moléculas na atmosfera do planeta, podem absorver a passagem da luz das estrelas, graças ao qual se formam as impressões de luz, que podem detectar os astrônomos. A abundância de oxigênio na atmosfera do planeta, é um dos mais evidentes indicadores de uma possível vida, porque criá-lo sem a biologia não é muito fácil. De acordo com астробиологов, este altamente reativa, o gás pode ser "биосигнатурой", porque em grandes concentrações, ele "sai fora de equilíbrio" com o meio ambiente. O oxigênio, geralmente, saem do ar na forma de ferrugem e de outros окислений em metais e não mantido em estado gasoso, de forma que, se muito, o que é possível, фотосинтезирующая vida – deve-la completamente. Mas se você pegar por exemplo o nosso planeta, астробиологи reconhecem que o oxigênio pode ser a última coisa que eles vão encontrar – genética diz que o complexo de fotossíntese como um processo de geração de oxigênio foi inventado цианобактериями como incomum evolutiva da inovação, que foi encontrado apenas uma vez ao longo da história da biosfera. Portanto, qualquer caçador de vida em outros planetas é ver através de uma lente de telescópio, provavelmente, бескислородную planeta. O que mais биосигнатуры pode procurar o tal caçador?

Atualmente, a melhor maneira de encontrar a resposta de voltar para a nossa máquina do tempo. Só que desta vez, ela já vai virtual, o computador de modelo, que está imerso em inacessíveis a uma profundidade de бескислородного do passado da Terra (ou do presente alienígena do mundo), investigando a possível química de gases na atmosfera e o oceano, o que poderia ter lugar. Usando os dados de antigas raças e outros modelos para a seleção dos melhores suposições sobre a química do meio ambiente da Terra há três bilhões de anos, o computador pode ver evidentes desequilíbrios possíveis биосигнатуры. Na verdade, esta é e tem feito um Катлинг, trabalhando com Joshua Криссансен-Тоттоном e Stephanie Olson, da universidade da Califórnia em Riverside.

A Sua "máquina do tempo" é uma aproximação numérica do grande volume de ar, bloqueado em uma grande caixa transparente com o oceano aberto vocêa fundação da caixa; o computador é só espera, como contidos na caixa de gases vão reagir e se misturar com o passar do tempo. Eventualmente interagem gases usam toda a "energia livre" dentro da caixa e atingido o equilíbrio – quando para a reação precisar de mais energia do exterior, se a aeração выдохлась. Comparando-se o cocktail выдохшихся de gases, com uma animada mistura, trancada em uma caixa, inicialmente, os cientistas podem calcular com precisão, como e quando a atmosfera do mundo ficou em equilíbrio. Esta abordagem pode reproduzir o exemplo mais óbvio do que a pressão atmosférica do desequilíbrio que existe em nosso planeta – a presença de oxigênio e de vestígios de metano. Simples a química mostra que esses gases não devem co-existir por um longo tempo, mas, na Terra, eles coexistem, o que claramente dá a entender que algo no nosso planeta respira e vive. Mas para a antiga Terra sem oxigênio, o modelo irá demonstrar completamente diferente comportamento.

"Nossa pesquisa dá uma resposta" à questão de como encontrar аноксическую da vida no planeta como a terra, diz Катлинг. Uma grande parte da vida simples — como os micróbios e a maioria dos planetas ainda não chegaram à fase rico em oxigênio da atmosfera. A combinação de relativamente comum de dióxido de carbono e de metano (na ausência de моноксида de carbono) é биосигнатура esse tipo de mundo.

Криссансен-Totton explica mais detalhadamente: "a Presença de metano e de dióxido de carbono, ao mesmo tempo — o extraordinário fenômeno, porque o dióxido de carbono é o mais oxidada estado de carbono e o metano (que consiste de um átomo de carbono, associado com quatro átomos de hidrogênio) — em frente. Produzir esses dois extremos, a forma de oxidação na atmosfera ao mesmo tempo muito difícil na ausência de vida". Contínua do planeta, com um oceano e mais de 0,1% de metano na atmosfera deve ser considerado como potencialmente habitável do planeta, dizem os cientistas. E se atmosférica de metano atinge um nível de 1% e acima, neste caso, o planeta não "potencialmente" e "provavelmente" habitável.

Jim Casting, aspirado químico da universidade da Pensilvânia, diz que esses resultados "no caminho certo", apesar do fato de que "a idéia de que o metano pode ser биосигнатурой em аноксидной atmosfera, relativamente antiga".

Além disso, Катлинг e seus colaboradores descobriram, como eles метановая assinatura deve-se a mostrar e como diferenciá-lo da não-vivos fontes. Em seu modelo, o metano na atmosfera аноксидной planeta terra normalmente deve reagir com o dióxido de carbono, que ainda está no ar, misturado com o nitrogênio e água pares, проливаясь chuva em forma de pesadas de conexão. Cálculos adicionais mostraram que nenhum абиотические (não-vivos) fontes de metano sólido planeta não vai ser capaz de produzir gás suficiente para impedir que esse processo — seja vulcânica fumos, as reações químicas em águas profundas aberturas e até mesmo a queda de asteróides. Vivo só a população de поедающих metano de bactérias pode explicar a gás. O que é mais importante, mesmo se абиотические fontes de fornecer o suficiente metano, eles são quase que inevitavelmente produzirão muitos моноксида de carbono — gás, que é tóxico para os animais, mas muito amado por muitos micróbios. Juntos, o metano e o dióxido de carbono, na ausência de моноксида de carbono, sólido planeta com o oceano pode muito bem ser interpretado como um sinal de vida, não dependente de oxigênio.

Esta É uma boa notícia para os astrônomos. O telescópio James Вебба dificilmente capaz de determinar diretamente a presença de oxigênio em qualquer potencialmente habitável do planeta, que vai ver durante a sua missão. Como seus olhos podem distinguir entre a luz visível, mas não vêem o rádio ou os raios-x, visão Вебба configurado no espectro infravermelho — parte do espectro, que é ideal para explorar antigas estrelas e galáxias, mas ruim de lidar com o кислородными linhas de absorção, onde eles dispersos e raros. Alguns cientistas expressam a preocupação de que a busca da vida terá que adiar o aparecimento de outros, mais capazes de telescópios. Mas, embora o Webb não pode facilmente ver o oxigênio, infravermelho olhos podem muito bem ver os sinais de vida livre de oxigênio. O telescópio é capaz de, simultaneamente detectar metano, dióxido de carbono e моноксид de carbono nas atmosferas de alguns planetas perto de red anão estrelas. Por exemplo, no sistema de TRAPPIST-1.

, E de todos os mesmo Jornalistas dificilmente é capaz de lidar com a parte mais importante de critérios Катлинга — a definição relativa a quantidade de cada gás — e não é possível compreender, por exemplo, se produzem metano em um determinado planeta vulcões ou пукающие micróbios. Dificilmente Webb vai encontrar аноксидную biosfera em algum planeta sob o vermelho do sol.

O que é Importante. A vida a procurar mais importante do que o oxigênio.