Σήμερα, η αναζήτηση εξωγήινης ζωής περιορίζεται μόνο από τις τεχνολογικές δυνατότητες της ανθρωπότητας. Επί
Οι συνθήκες σε αυτούς τους μακρινούς γείτονες της Γης καλούνταιακραία. Η ατζέντα της Αφροδίτης δεν επιτρέπει την εξερεύνηση της ζεστής επιφάνειας του πλανήτη, που θερμαίνεται στους 470 ° C και η δυσκολία πρόσβασης στην Ευρώπη, ο Enceladus και ο Τιτάνας καθίστανται ακόμη μεγαλύτερο εμπόδιο για τους επιστήμονες: το 2025 σχεδιάζεται πλησιέστερα στην Ευρώπη. καθόλου.
InSight καθετήρα στην επιφάνεια του Άρη. Εικόνα: NASA
Τα ανιχνευθέντα διαστημικά τηλεσκόπια βαρέως τύπουπλανήτες ανθρωπότητας που υπάρχουν εκτός του ηλιακού συστήματος. Ο περίφημος Kepler έχει αντικατασταθεί από το βελτιωμένο εξωπλανητικό τηλεσκόπιο SPECULOOS, το οποίο θα λάβει λεπτομερείς εικόνες των επιφανειών των πλησιέστερων εξωπλανήτων και των μικρότερων εξωσαβητών. Αστρονομικά αντικείμενα αυτού του τύπου βρίσκονται επίσης έξω από τον γαλαξία μας - οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Οκλαχόμα χρησιμοποίησαν μικροσκοπική ανίχνευση για την ανίχνευση συμπλεγμάτων εξωπλανήτων σε απόσταση 3,8 δισεκατομμυρίων ετών φωτός.
Εξωπλανήτες- πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από φωτιστικά εκτόςΉλιος. Σήμερα, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι υπάρχουν περίπου 100 δισεκατομμύρια τέτοιοι εξωπλανήτες στον γαλαξία του Γαλαξία και έως και 20 δισεκατομμύρια από αυτούς μπορεί να είναι παρόμοιοι με τη Γη.
Παρά τις τεράστιες πιθανότητεςκατοικημένους πλανήτες, δεν διευκολύνεται το έργο της εξεύρεσης εξωγήινης ζωής. Μια ομάδα αστρονόμων στο κρατικό πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον με επικεφαλής τον Dirk Schulze-Makuch έχει αναπτύξει ένα ειδικό σύστημα ταξινόμησης για εξωπλανήτες σχεδιασμένο για να διευκολύνει την καταγραφή - ο δείκτης Planetary Living Index Index (PHI) που λαμβάνει υπόψη την σκληρότητα της επιφάνειας του πλανήτη, την πιθανή ατμόσφαιρα, την ενεργειακή πηγή και τη χημική σύνθεση του περιβάλλοντος. Το πρόβλημα είναι ότι οι επιστήμονες δεν μπορούν να αποκτήσουν δεδομένα σχετικά με την ατμόσφαιρα ενός εξωπλανητή ή του εξωσάβελλου, την παρουσία ή την απουσία υγρού νερού και, τέλος, πιθανών οργανικών στοιχείων πάνω ή κάτω από την επιφάνεια του αντικειμένου.
Ωστόσο, οι αστρονόμοι είναι θετικοί καιδιατύπωσε υποθέσεις για επικείμενες αισθήσεις σε κοσμική κλίμακα. Μια τέτοια εμπιστοσύνη είναι το αποτέλεσμα της εξερεύνησης όχι του διαστήματος, αλλά της Γης. Στον πλανήτη των ανθρώπων υπάρχουν ήδη οι απαραίτητες προϋποθέσεις για την προσομοίωση μη φιλικών εξωτερικών περιβαλλόντων.
Καταστρέψτε τη ζωή κάποτε εμφανίστηκε στον πλανήτη, είναι δύσκολο. Οι απαιτήσεις για τη διατήρηση των απλούστερων μορφών είναι απλές: το νερό, μια μόνιμη πηγή ενέργειας και η ύπαρξη σε μια ζώνη πλανητικού οικοτόπου.
Το κύριο ενδιαφέρον των επιστημόνων στρέφεται στον τομέα των αρχαίων, προςπου περιλαμβάνουν ζωντανούς οργανισμούς ακραιόφιλους. Αυτό το είδος είναι σε θέση να επιβιώσει σε εξαιρετικά χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες, σε αλκαλικά και όξινα περιβάλλοντα. Τέτοια βακτήρια ζουν, για παράδειγμα, στην υποπαγετώδη λίμνη Βοστόκ, όπου η πίεση και η θερμοκρασία είναι συγκρίσιμες με παρόμοιους δείκτες στον ωκεανό της Ευρώπης.
Επιβιώνουν οι ακραίοι στο διάστημα - ανοιχτό;ερώτηση, αλλά η παρουσία νερού σε αστρονομικά σώματα είναι καθησυχαστική για τους επιστήμονες. Τα επόμενα πέντε χρόνια, οι επιστήμονες δεν θα αποκτήσουν πολύτιμα δείγματα πάγου ή εδάφους από δυνητικά κατοικήσιμους κόσμους, έτσι τα πειράματα για την ανίχνευση μικροοργανισμών συνεχίζονται σε μέρη όπου η Γη μπορεί εύκολα να συγχέεται με έναν εξωγήινο κόσμο.
Τζετ και στρώματα για την Αφροδίτη
Οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι τα βακτήρια είναι ικανά να πετάξουν ήγια παράδειγμα, στο δεύτερο στρώμα της γήινης ατμόσφαιρας - στη στρατόσφαιρα. Εάν ένα άτομο βρίσκεται σε τέτοιο χώρο, είναι απίθανο να μπορεί να ζήσει για πολύ καιρό - ένα κρύο και ξηρό περιβάλλον ανέρχεται σε 10-50 χλμ. Από την επιφάνεια της Γης. Οι θερμοκρασίες -56 ° C και οι αεριωθούμενοι άνεμοι με ταχύτητα 160 km / h καθιστούν τη στρατόσφαιρα ακατάλληλη για ζωή. Η αναπνοή δεν θα λειτουργήσει: το όζον καλύπτει ολόκληρο τον γήινο κόσμο από την υπεριώδη ακτινοβολία από το διάστημα, αλλά πάνω από το στρώμα του όζοντος, σε απόσταση 32 χλμ. Από την επιφάνεια του πλανήτη, δεν υπάρχει πλέον κατάλληλη προστασία. Φαίνεται ότι ακόμη και οι ακτινοφείλοι δεν έχουν τίποτε να κάνουν στη στρατόσφαιρα της Γης.
Οι βιολόγοι λένε το αντίθετο.Η έρευνα για τους μικροοργανισμούς στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας διεξήχθη από τη δεκαετία του '30 και προηγουμένως απαιτούσαν πολύ μεγαλύτερους οικονομικούς και ανθρώπινους πόρους. Ο πιλότος Charles Lindbergh πήγε στον ουρανό πάνω από τον Ατλαντικό για να πάρει ατμοσφαιρικά δείγματα - κατά τη διάρκεια τέτοιων «εκδρομών» το μονοπλάνο ελεγχόταν από τη σύζυγο του αεροπόρου. Τα αεροπλάνα είναι κατάλληλα για τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, αλλά δεν μπορούν να ανέβουν ψηλότερα - στη στρατόσφαιρα και τη μεσόσφαιρα. Λιγότερο πυκνές ροές απλά δεν συγκρατούν τις συσκευές.
Στη δεκαετία του '70, υπήρχαν τεχνολογίες για τη μελέτη της στρατόσφαιραςβελτιωμένη. Μπαλόνια και πύραυλοι άρχισαν να εκτοξεύονται στον ουρανό - κυριολεκτικά «έπαιρναν χτυπήματα» από το κέλυφος αέρα και μετά τα επέστρεψαν στη Γη. Τα πρώτα αποτελέσματα δεν ήταν αξιόπιστα: οι συσκευές δεν αποστειρώθηκαν. Οι σύγχρονοι επιστήμονες βρίσκονται αντιμέτωποι με το καθήκον να επιβεβαιώσουν και να αποσαφηνίσουν τα δεδομένα του 20ού αιώνα.
Ο David Smith, αστροβιολόγος στη NASA, εξερευνάστρατόσφαιρα και ανώτερη ατμόσφαιρα. Τα περιβαλλοντικά δεδομένα συλλέγονται χρησιμοποιώντας ένα πίδακα Gulfstream III ικανό να φτάσει σε ύψη στρατόσφαιρας. Ο δειγματολήπτης καταρράκτη ωθεί τον αέρα μέσω λεπτών πλακών κρούσης με μικροσκοπικές οπές. Η αρχή αυτής της μεθόδου μοιάζει με κόσκινο: σκόνη και μικροοργανισμοί εγκαθίστανται στις πλάκες και παραδίδονται στη Γη.
Ο ίδιος ο Smith πιστεύει ότι οι μικροοργανισμοί δεν μπορούναναπτύσσονται ή αναπαράγονται σε υψόμετρο στρατόσφαιρας: πολύ κρύο και ξηρό. Αλλά αυτό το περιβάλλον είναι κατάλληλο για «συντήρηση»: οι οργανισμοί επιβιώνουν 10–50 km από τη Γη. Μένοντας σε ένα μέρος, ταξιδεύοντας σε ρεύματα σπάνιου αέρα, φτάνοντας στην τροπόσφαιρα, οι μικροοργανισμοί «περιμένουν» να επιστρέψουν στο άνετο περιβάλλον του πλανήτη.
Μπορείτε να εξερευνήσετε την ανώτερη ατμόσφαιρα χωρίς τζετ. Stratostat - μια ειδική συσκευή του τύπου αεροσταθμού που μπορεί να ανυψώσει ένα άτομο στο ύψος της στρατόσφαιρας.
Το πρώτο στρατοσφαιρικό μπαλόνι σχεδιάστηκε από έναν ΕλβετόAuguste Piccard για τη μελέτη των κοσμικών ακτίνων. Ο επιστήμονας έκανε την πρώτη πτήση με τη νέα συσκευή το 1931, αλλά στα σχεδόν 100 χρόνια της ιστορίας της η συσκευή δεν έχει φύγει ακόμα από την εργαλειοθήκη της έρευνας.
Έχουν ανακαλύψει επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Σέφιλντμικροοργανισμοί που έφεραν στη Γη από τη στρατόσφαιρα. Το 2013, μια ομάδα ερευνητών ξεκίνησε ένα ειδικό μπαλόνι σε ύψος 27 χιλιομέτρων, και ακριβώς εκείνη την εποχή, όταν η ατμόσφαιρα μετεωριτών Perseid βρέθηκε πάνω από τη Γη.
Το μέγεθος των σωματιδίων που έφερε το στρατοσφαιρικό μπαλόνι αποδείχθηκε ότι ήταντόσο μεγάλο που η ανακάλυψή τους στα ύψη της στρατόσφαιρας ήταν μια έκπληξη. Είναι σχεδόν αδύνατο να έχουν φερθεί από τη Γη: τέτοιες ισχυρές ηφαιστειακές εκρήξεις δεν έχουν συμβεί τα τελευταία τρία χρόνια. Ο βιολόγος Milton Wainwright πιστεύει ότι η υπόθεση της εξωγήινης προέλευσης αυτών των μικροοργανισμών είναι αρκετά πιθανή.
Θεωρία Πανσπερμίας- υπόθεση της προέλευσης της επίγειας ζωής. Εξηγεί την εμφάνιση της ζωής στη Γη χάρη σε έναν συγκεκριμένο κομήτη που έφερε τους πρώτους μικροοργανισμούς στον πλανήτη.
Τα αποτελέσματα της ομάδας Wainwright θα μπορούσαναλλάζει ιδέες για τη ζωή - συνεχίζει να φτάνει στη Γη από το διάστημα. Τα αποτελέσματα της κλασματοποίησης των ισοτόπων δεν επιβεβαίωσαν τα ενθαρρυντικά συμπεράσματα: η αναλογία ισότοπων των μικροοργανισμών αποδείχθηκε ότι ήταν ίδια με αυτή των χερσαίων δειγμάτων. Ακόμα, αυτή η εμπειρία αποδεικνύει ότι τα βακτηρίδια επιβιώνουν στη στρατόσφαιρα.
Ατμόσφαιρα της Αφροδίτης
Στον απόηχο του γενικού διαστημικού πυρετού στη δεκαετία του '60Ο εκλαϊκευτής της επιστήμης και αστρονόμος Carl Sagan θεώρησε ότι η ανώτερη ατμόσφαιρα της Αφροδίτης μπορεί να κρύβει υπολειμματικούς μικροοργανισμούς που κάποτε υπήρχαν στη δροσερή επιφάνεια του πλανήτη. Σήμερα, τα βακτήρια δεν θα επιβιώσουν σε μια επιφάνεια που είναι συνεχώς ζεστή λόγω του φαινομένου του θερμοκηπίου της Αφροδίτης - οι θερμοκρασίες φτάνουν τους 465 ° C και η ατμοσφαιρική πίεση είναι 92 φορές υψηλότερη από τη γήινη.
Αλλά τα επίγεια πειράματα στη στρατόσφαιρα βοηθούντεκμηριώστε την υπόθεση για την ύπαρξη ζωής στην Αφροδίτη. Αλλά στα σύννεφα. Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Astrobiology αναφέρει ότι η θερμοκρασία, η πίεση και η χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας 48 χιλιόμετρα από την επιφάνεια του πλανήτη είναι κατάλληλες για την επιβίωση τεράστιων αποικιών εξωγήινων βακτηρίων.
Η θερμοκρασία στη στρατόσφαιρα της Αφροδίτης φτάνει60 ° C- ζεστό, αλλά βιώσιμο. Η πίεση σταματά στα 775 mmHg. Τέχνη.
Ταυτόχρονα, η χημική σύνθεση των ανώτερων στρωμάτων της Αφροδίτηςπιο όξινο από τη γη: θειικό οξύ, διοξείδιο του άνθρακα και σταγόνες νερού. Για τους ακραίους τύπους όπως εκείνους στη Γη, ακόμη και τέτοιες συνθήκες δεν θα φαίνονται θανατηφόρες. Αν κάτι έχει αποδείξει η ζωή στη Γη, αυτό είναι ότι επιβιώνει στα πιο απροσδόκητα μέρη - σε βραστές πηγές και κάτω από τον πάγο του μόνιμου παγετού. Ο Rakesh Mogul, συν-συγγραφέας της εργασίας για τη ζωή στην Αφροδίτη, δηλώνει: «Στη Γη, η ζωή μπορεί να ευδοκιμήσει σε εξαιρετικά όξινες συνθήκες, μπορεί να τρέφεται με διοξείδιο του άνθρακα ή να παράγει θειικό οξύ από μόνη της». Επομένως, η εικασία για την εξωγήινη προέλευση των μικροβίων που έχουν εγκατασταθεί στη Γη δεν φαίνεται φανταστική.
Εικόνες της Αφροδίτης δείχνουν σκοτεινά σημεία στην ατμόσφαιρατους πλανήτες. Αλλάζουν σχήμα, μέγεθος και θέση, αλλά δεν εξαφανίζονται εντελώς. Σύγχρονες αναλύσεις δείχνουν ότι τα σημεία είναι κατασκευασμένα από σημεία που αντιστοιχούν σε γήινα βακτήρια σε μέγεθος. Τα φάσματα του φωτός που απορροφάται από τα σωματίδια της Αφροδίτης είναι επίσης παρόμοια με τα φάσματα των ίδιων χερσαίων βακτηρίων.
Υποβρύχια έρευνα
Οφέλη στη μελέτη της εξωγήινης ζωήςόχι μόνο υποπαγετώνες λίμνες της Ανταρκτικής, αλλά και παγετώδεις δεξαμενές της Χιλής. Στις Άνδεις, στις λίμνες Laguna Negra και Lo Encasado, οι επιστήμονες δοκιμάζουν συσκευές για την ανίχνευση μικροοργανισμών. Τα νερά των Άνδεων έχουν λίγα θρεπτικά συστατικά και ο ήλιος διεισδύει στα υδάτινα σώματα με υπεριώδεις ακτίνες. Αυτές οι λίμνες είναι πραγματικά νεκροταφεία, γιατί ίχνη κάποτε ζωντανών μικροοργανισμών εγκαθίστανται στον βυθό ως βιομόρια. Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Astrobiology αποκαλύπτει πώς τα μικροαπολιθώματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ανίχνευση βακτηρίων στον Άρη ή στον Τιτάνα.
Οι υψηλές ορεινές λίμνες των Άνδεων φέρουν τους ερευνητέςτο παρελθόν του Άρη, όπου πιστεύεται ότι οι λίμνες με υγρό νερό εκτίθενται στο ίδιο φως UV. Έτσι, τα βακτήρια του Άρη μπορούν να προσαρμοστούν στις ακτίνες ακριβώς όπως οι μικροί οργανισμοί της Χιλής.
Για τη λήψη βιομορίων, χρησιμοποιείται LDChip -ένα τσιπ βιοαισθητήρα με 450 αντισώματα που ανιχνεύει πρωτεΐνες ή DNA από την αρχαία ή τη σύγχρονη ζωή. Αυτό είναι το κύριο μέρος της συσκευής Signs of Life Detector (SOLID), που συλλέγει έως και 2 g χώματος και πάγου. Εξετάζονται για βιοϋλικά. Το εργαλείο είναι βολικό επειδή τα αποτελέσματα μπορούν να αποκρυπτογραφηθούν στο πεδίο.
Σε ιζήματα από τον πυθμένα, βρέθηκαν βακτήρια που μειώνουν τα θειικά, αρχαία που παράγουν μεθάνιο και εξωπολυμερείς ουσίες —προϊόντα γαμπρωτεοβακτηρίων—.
Καθηγητής Don Cowan, μικροβιακός ερευνητήςστην οικολογία από το Πανεπιστήμιο της Πρετόρια στη Νότια Αφρική, λέει: «Όλα τα ερευνητικά αποτελέσματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον εντοπισμό των ίδιων στοιχείων σε αστροβιολογικά δείγματα από τον Άρη, τα οποία θα παρείχαν στοιχεία για εξωγήινη ζωή». Όσο ευρύτερη γίνεται η βιβλιοθήκη βιοδεικτών, τόσο μεγαλύτερη είναι η ακρίβεια των μελετών δειγμάτων εξωγήινων. Καθορίζονται τα καθολικά αποτελέσματα: πώς διατηρούνται τα βακτήρια, πώς αντιδρούν στην ακτινοβολία και το περιβάλλον. Οι νέες πληροφορίες χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση των δοκιμών που ανιχνεύουν τη ζωή.