Биосигнатурата - нов метод за търсене на живот отвъд нашата планета

Вселената е толкова невероятно голяма и е положително затрупана с почти безкраен брой от потенциално животоподдържащи светове. И така, къде тогава са всички?

В основата си това е така нареченият "парадокс на Ферми" по името на прочутия италиански учен Енрико Ферми: една объркваща научна аномалия, която постулира, че въпреки милиардите звезди в нашата галактика Млечния път - да не говорим извън нея - ние никога не сме срещали признаци на напреднала извънземна цивилизация. Защо не, наистина?

Това е един достоен въпрос, с който поколения учени и мислители са се занимавили, откакто парадоксът беше формулиран преди десетилетия.

Някои смятат, че извънземните може да са в статус на хибернация или че нещо тайнствено пречи на тяхното развитие да се случи. Или може би просто не искат да имат нищо общо с нас?

Парадоксът на Ферми е противоречието между голямата вероятност за съществуването на извънземни цивилизации и липсата на доказателства за контакт с такива цивилизации. Според някои хора, възрастта на вселената и нейната големина подсказват, че животът трябва да е често срещан. Енрико Ферми се пита, защо при такава голяма вероятност за съществуването на множество извънземни цивилизации в галактиката Млечен път, не са намерени никакви доказателства.

Как обаче да търсим ефективно извънземен живот в необятността на космоса?

Не е лесна задача да се вглеждате в планети, отдалечени на трилиони километра, за да намерите улики за това дали там може да има живот, дори толкова прост като микробите. Но с нови инструменти като космическия телескоп "Джеймс Уеб" ще можем да гледаме по-далеч и по-точно от всякога. Сега ново проучване предлага търсенето на метан в атмосферите на екзопланетите като качествено нов подход в космическата одисея на извънземния живот.

Един ключов начин, по който астрономите търсят доказателства за живот на друго място, е да търсят биосигнатури - химически вещества, които показват, че животът може да съществува. Например кислородът е биосигнатура, защото на Земята се произвежда от растения, фотосинтезиращи слънчева светлина. Изследователите обаче поставиха под въпрос дали кислородът наистина е полезен като биосигнатура, защото може да бъде произведен от небиологични източници като атмосферни процеси на други планети.

Във всеки случай, кислородът не е идеалният химикал, който да търсите с инструмент като космическия телескоп "Джеймс Уеб", според Маги Томпсън, експерт по астрономия и астрофизика в Университета на Калифорния в Санта Круз и водещ автор на новото изследване, защото той ще бъде трудно да се открие.Вместо това, статията на Томпсън оценява дали инструменти като телескопа могат да се използват за търсене на метан: газ, който се появява в земната атмосфера в малки количества. Това е потенциално полезен химикал, който да се търси като доказателство за живот, тъй като е естествено унищожен от петрохимични процеси в атмосферата - така че трябва непрекъснато да се попълва, за да изглежда изобилен.

Други начини за създаването на метан

Метанът се произвежда от живи същества – на Земята повече от една трета от емисиите на метан идват от едър рогат добитък и други животни.

„Ако откриете много метан на скалиста планета, обикновено се нуждаете от масивен източник, за да обясните това“, разказва съавторът на изследването Джошуа Крисансен-Тотън, стипендиант на фонда "Карл Сейгън" в същия университет. "Знаем, че биологичната активност създава големи количества метан на Земята и вероятно го е направила и на ранната Земя, защото производството а метан е доста лесно метаболитно нещо".

Въпреки това, газът може да бъде произведен и чрез небиологични процеси като вулканична дейност или хидротермални отвори.

Така че неката не са толкова прости: ако видите метан на друга планета, там не е задължително да има живот. Новото изследване се опитва да определи количествено какъв вид други наблюдения са необходими за дадено откриване на метан, за да покаже живот.

Например, ако метанът идва от вулкани, бихте очаквали да видите и въглероден окис, който се изпомпва в атмосферата. Но ако отчетете високи нива на метан заедно с въглероден диоксид, но малко или никакъв въглероден оксид, това е по-силен признак за живот. Взето в контекста на конкретния случай, откриването на метан заедно с някои други химикали, присъстващи или отсъстващи, може да бъде индикатор за живот.

„Метанът е една част от пъзела, но за да определите дали има живот на планета, трябва да вземете предвид нейната геохимия, как взаимодейства със своята звезда и многото процеси, които могат да повлияят на атмосферата на планетата в геоложки времеви мащаби“, допълва Томпсън.

Проучването подчертава необходимостта от разглеждане на пълния планетарен контекст при оценката на потенциалните биосигнатури. Изследователите стигат до заключението, че за скалиста планета, обикаляща около звезда, подобна на слънцето, атмосферният метан е по-вероятно да се счита за силен знак за живот, ако атмосферата също има въглероден диоксид и метанът е по-изобилен от въглероден оксид. Истината е, че една молекула няма да ни даде отговора – трябва да вземем предвид пълния контекст на планетата. Метанът е една част от пъзела, но за да определим дали има живот на планета, трябва да вземем предвид нейната геохимия, как взаимодейства със звездата си и многото процеси, които могат да повлияят на атмосферата на планетата в геоложки времеви мащаби. Проучването разглежда различни възможности за „фалшиви положителни резултати“ и предоставя насоки за оценка на биосигнатурите на метан.

„Има две неща, които могат да се объркат – можете да тълкувате погрешно нещо като биосигнатура и да получите фалшив положителен резултат, или да пренебрегнете нещо, което е истинска биосигнатура“, посочва Крисансен-Тотън. "С този документ искахме да разработим рамка, която да помогне да се избегнат и двете потенциални грешки с метана."

Има още много работа, която трябва да се свърши, за да се разбере напълно значението на откриването на метан. Това проучване е фокусирано върху най-очевидните фалшиви положителни резултати за метана като биосигнатура; атмосферата на скалисти екзопланети вероятно ще изненада учените и ще трябва да бъдем предпазливи в нашите интерпретации. Бъдещите проучвания трябва да опитат да предвидят и да определят количествено по-необичайни механизми за небиологично производство на метан.Игла в галактическата купа сено

Разбира се, дори и с такъв широк обхват, все още не виждаме доказателства за съществуването на базови форми на живот в бзкрайния космос. Но за целите на решаването на парадокса на Ферми, единственият параметър, с който трябва да се занимаваме - по отношение на определянето на това какво е извънземен живот - е физическият праг, на който можем да наблюдаваме съществуването му. На практика, единствената променлива, която обективно можем да измерим, е вероятността животът да стане видим от открития космос в рамките на определен диапазон от Земята.

Всяка форма на живот може да стане част от еволюционен процес, който започва с най-простите организми и преминава през различни етапи. За простота, нека наречем първия такъв сериозен етап "етап А". Ако една извънземна цивилизация по някакъв начин не достигне етап А - независимо дали развива междузвездни пътувания, излъчва комуникации в космоса или по друг начин - тя все още може да съществува, но не и да ни помогне да разрешим парадокса.

Това обяснение е свързано с т.нар. „Скала на Кардашев“ - понятие предложена през 1964 г. от руския астроном Николай Кардашев за определяне на вида цивилизации в зависимост от тяхното технологично развитие. Съставена е от три категории според количество енергия, което използва дадена цивилизация. Цивилизация от I тип използва цялата налична енергия на своята планетата; цивилизация от II тип трябва да е способна да използва цялата енергия на своята звезда; накрая, цивилизация от III тип вече използва цялата енергия излъчвана от галактиката, която обитава. В момента ние сме от тип 0, което обяснява защо трудно можем да търсим или уловим външен контакт. А това какви ще бъдат последиците от него е съвсем друг въпрос.

Автор: Иво Цеков, специално за "Мениджър Нюз"