Un pianeta per la sperimentazione: come gli scienziati usano la Terra per cercare la vita aliena

Oggi la ricerca della vita aliena è limitata solo dalle capacità tecnologiche dell’umanità. SU

il Marte più vicino alla Terra è stato recentemente inviato da una sondaInSight, il cui atterraggio è stato trasmesso in diretta dalla NASA. Gli astrobiologi sono interessati non solo al Pianeta Rosso nel sistema solare. Il cerchio dei corpi celesti potenzialmente “abitabili” comprende Venere, Europa, la luna di Giove, Encelado e Titano in orbita attorno a Saturno: potrebbero contenere microrganismi viventi o tracce di vita che una volta esistevano.

Vengono chiamate le condizioni su questi lontani vicini della Terraestrema. La temperatura venusiana non consente di esplorare la superficie calda del pianeta, che viene riscaldata a 470 ° C, e l'inaccessibilità dell'Europa, Encelado e Titano diventa un ostacolo ancora maggiore per gli scienziati: il lancio più vicino della sonda verso l'Europa è previsto per il 2025 e il problema di progetti simili per altri satelliti non ha affatto

Sonda InSight sulla superficie di Marte. Immagine: NASA

Telescopi spaziali resistenti scopertipianeti dell'umanità che esistono al di fuori del sistema solare. Il famoso Keplero fu sostituito dal miglior telescopio esoplanetario SPECULOOS, che riceverà immagini dettagliate delle superfici degli esopianeti più vicini e degli esosatelliti più piccoli. Oggetti astronomici di questo tipo si trovano anche al di fuori della nostra galassia - gli scienziati dell'Università dell'Oklahoma hanno utilizzato il microlensing per rilevare i cluster di pianeti extrasolari a una distanza di 3,8 miliardi di anni luce.

esopianeti- pianeti che ruotano attorno a luminari diversi daSole. Oggi gli scienziati sanno che ci sono circa 100 miliardi di questi esopianeti nella Via Lattea e fino a 20 miliardi di essi potrebbero essere simili alla Terra.

Nonostante l'enorme quantità di potenzialmentepianeti abitati, il compito di trovare la vita extraterrestre non è facilitato. Una squadra di astronomi della Washington State University, guidata da Dirk Schulze-Makuch, ha sviluppato uno speciale schema di classificazione per esopianeti progettati per facilitare la catalogazione: la formula dell'Indice Planetario Living Index (PHI), che tiene conto della durezza della superficie del pianeta, della sua possibile atmosfera, della sua fonte di energia e della composizione chimica dell'ambiente. Il problema è che gli scienziati non possono ottenere dati sull'atmosfera di un esopianeta o esosatellite, la presenza o l'assenza di acqua liquida e, infine, possibili elementi organici sopra o sotto la superficie dell'oggetto.

Tuttavia, gli astronomi sono positivi eavanzare ipotesi su sensazioni imminenti su scala cosmica. Tale fiducia è il risultato dell’esplorazione non dello spazio, ma della Terra. Sul pianeta natale delle persone esistono già le condizioni necessarie per simulare ambienti esterni ostili.

Distruggi la vita una volta apparso sul pianeta, è difficile. I requisiti per mantenere le forme più semplici sono semplici: l'acqua, una fonte di energia costante e l'essere in una cintura di habitat planetario.

L'interesse principale degli scienziati è rivolto al dominio degli archaea, ache comprendono gli organismi viventi estremofili. Questa specie è in grado di sopravvivere a temperature estremamente basse e alte, in ambienti alcalini e acidi. Tali batteri vivono, ad esempio, nel lago subglaciale Vostok, dove la pressione e la temperatura sono paragonabili a indicatori simili nell'oceano europeo.

Gli estremofili sopravvivono nello spazio apertoDomanda, ma la presenza di acqua sui corpi astronomici è rassicurante per gli scienziati. Nei prossimi cinque anni, gli scienziati non acquisiranno preziosi campioni di ghiaccio o suolo da mondi potenzialmente abitabili, quindi gli esperimenti per rilevare microrganismi continuano in luoghi dove la Terra può essere facilmente confusa con un mondo alieno.

Getti e stratostati per Venere

Gli scienziati hanno dimostrato che i batteri sono in grado di volare opersino salire, per esempio, nel secondo strato dell'atmosfera terrestre - la stratosfera. Se una persona si trova in un tale spazio, è improbabile che possa vivere a lungo - un ambiente freddo e secco sorge a 10-50 km dalla superficie della Terra. Temperature di -56 ° C e venti a getto a una velocità di 160 km / h rendono la stratosfera inadatta alla vita. Anche la respirazione non funziona: l'ozono ospita l'intero mondo terrestre dall'ultravioletto allo spazio, ma sopra lo strato di ozono, a una distanza di 32 km dalla superficie del pianeta, non esiste già alcuna protezione corrispondente. Sembra che anche gli estremofili non abbiano nulla da fare nella stratosfera terrestre.

I biologi dicono il contrario.La ricerca sui microrganismi negli strati superiori dell'atmosfera è stata condotta dagli anni '30 e in precedenza richiedevano risorse finanziarie e umane molto maggiori. Il pilota Charles Lindbergh volò nei cieli dell'Atlantico per prelevare campioni atmosferici: durante tali "sortite" il monoplano era controllato dalla moglie dell'aviatore. Gli aeroplani sono adatti per gli strati superiori dell'atmosfera, ma non possono salire più in alto, nella stratosfera e nella mesosfera. I flussi meno densi semplicemente non trattengono i dispositivi.

Negli anni '70 esistevano tecnologie per lo studio della stratosferamigliorato. Palloncini e razzi iniziarono a essere lanciati nel cielo: letteralmente "presero colpi" dal guscio d'aria, quindi li riportarono sulla Terra. I primi risultati non erano affidabili: i dispositivi non erano sterilizzati. Gli scienziati moderni devono affrontare il compito di confermare e chiarire i dati del 20° secolo.

David Smith, un astrobiologo della NASA, esplorastratosfera e alta atmosfera. I dati ambientali vengono raccolti utilizzando un jet Gulfstream III in grado di raggiungere altitudini stratosferiche. Il campionatore a cascata forza l'aria attraverso sottili piastre d'impatto con fori microscopici. Il principio di questo metodo ricorda un setaccio: polvere e microrganismi si depositano sulle piastre e vengono consegnati sulla Terra.

Lo stesso Smith ritiene che i microrganismi non possano farlocrescono o si riproducono ad altitudini stratosferiche: troppo fredde e secche. Ma questo ambiente è adatto alla “conservazione”: gli organismi sopravvivono a 10–50 km dalla Terra. Rimanendo in un posto, viaggiando in correnti d'aria rarefatta, raggiungendo la troposfera, i microrganismi “aspettano” di tornare nell'ambiente confortevole del pianeta.

Puoi esplorare gli strati superiori dell'atmosfera senza un getto. Stratostat - un dispositivo speciale del tipo di aerostato in grado di elevare una persona all'altezza della stratosfera.

Il primo pallone stratosferico è stato progettato da uno svizzeroAuguste Piccard per lo studio dei raggi cosmici. Lo scienziato fece il primo volo sul nuovo dispositivo nel 1931, ma in quasi 100 anni della sua storia il dispositivo non è ancora uscito dalla cassetta degli attrezzi di ricerca.

Scienziati dell'Università di Sheffield hanno scopertomicrorganismi portati sulla Terra dalla stratosfera. Nel 2013, un team di ricercatori ha lanciato un pallone speciale a un'altitudine di 27 km, proprio in quel momento, quando la pioggia di meteoriti Perseidi ha piovuto sulla Terra.

Размер принесенных стратостатом частиц оказался così grande che la loro scoperta ad altezze stratosferiche fu una sorpresa. È quasi impossibile che siano stati portati dalla Terra: negli ultimi tre anni non si erano verificate eruzioni vulcaniche così forti. Il biologo Milton Wainwright ritiene che l'ipotesi dell'origine aliena di questi microrganismi sia del tutto possibile.

Teoria della PanspermiaSpiega la comparsa della vita sulla Terra grazie a una cometa che ha portato i primi microrganismi sul pianeta.

I risultati ottenuti dal team Wainwright potrebberocambia le idee sulla vita - continua ad arrivare sulla Terra dallo spazio. I risultati del frazionamento isotopico non hanno confermato conclusioni incoraggianti: il rapporto tra isotopi di microrganismi si è rivelato uguale a quello dei campioni terrestri. Tuttavia, questa esperienza dimostra che i batteri sopravvivono nella stratosfera.

Atmosfera venusiana

Sulla scia della febbre spaziale generale degli anni '60, il divulgatore scientifico e astronomo Carl Sagan suggerì che l'atmosfera superiore di Venere potessenascondono i microrganismi residui che un tempo esistevano sulla superficie fredda del pianeta.in superficie, costantemente calda a causa dell'effetto serra venusiano, la temperatura raggiunge465 °C e la pressione atmosferica è 92 volte superiore a quella terrestre.

Ma gli esperimenti terrestri nella stratosfera aiutanosuffragare l'ipotesi sull'esistenza della vita su Venere. Ma tra le nuvole. Un recente studio pubblicato sulla rivista Astrobiology riporta che la temperatura, la pressione e la composizione chimica dell'atmosfera a 48 km dalla superficie del pianeta sono adatte alla sopravvivenza di enormi colonie di batteri alieni.

La temperatura nella stratosfera di Venere raggiunge60 ° C- caldo, ma vivibile. La pressione si ferma a 775 mmHg. Arte.

Allo stesso tempo, la composizione chimica degli strati superiori di Venerepiù acido della terra: acido solforico, anidride carbonica e gocce d'acqua. Per gli estremofili come quelli sulla Terra, anche tali condizioni non sembreranno letali. Se la vita sulla Terra ha dimostrato qualcosa, è che sopravvive nei luoghi più inaspettati: nelle sorgenti bollenti e sotto il ghiaccio del permafrost. Rakesh Mogul, coautore dell’articolo sulla vita su Venere, afferma: “Sulla Terra, la vita può prosperare in condizioni estremamente acide, può nutrirsi di anidride carbonica o produrre acido solforico da sola”. Pertanto, l'ipotesi sull'origine aliena dei microbi che si sono stabiliti sulla Terra non sembra fantastica.

Le immagini di Venere mostrano macchie scure nell'atmosferai pianeti Cambiano forma, dimensione e posizione, ma non scompaiono completamente. Le analisi moderne mostrano che le macchie sono fatte di punti che corrispondono a batteri terrestri in termini di dimensioni. Gli spettri di luce assorbiti dalle particelle di Venere sono anche simili agli spettri degli stessi batteri terrestri.

Ricerca subacquea

Vantaggi nello studio della vita alienanon solo i laghi subglaciali dell'Antartide, ma anche i bacini glaciali del Cile. Nelle Ande, sui laghi Laguna Negra e Lo Encasado, gli scienziati stanno testando dispositivi per rilevare i microrganismi. Le acque andine hanno poche sostanze nutritive e il sole penetra nei corpi idrici con raggi ultravioletti. Questi laghi sono dei veri e propri cimiteri, perché tracce di microrganismi un tempo viventi si depositano sul fondo sotto forma di biomolecole. Un recente studio pubblicato sulla rivista Astrobiology rivela come i microfossili potrebbero aiutare a rilevare i batteri su Marte o Titano.

I laghi di alta montagna delle Ande portano i ricercatori ail passato di Marte, dove si ritiene che i laghi con acqua liquida siano stati sottoposti alla stessa esposizione alle radiazioni UV. Quindi, i batteri marziani potrebbero adattarsi ai raggi proprio come i microrganismi cileni.

Per ottenere biomolecole viene utilizzato LDChip -un chip biosensore con 450 anticorpi che rileva proteine ​​o DNA della vita antica o moderna. Questa è la parte principale del dispositivo Signs of Life Detector (SOLID), che raccoglie fino a 2 g di terreno e ghiaccio. Sono allo studio per i biomateriali. Lo strumento è conveniente perché i risultati possono essere decifrati sul campo.

Nei sedimenti del fondo sono stati trovati batteri solfato-riduttori, archaea produttori di metano e sostanze esopolimeriche, prodotti di gammaproteobatteri.

Professor Don Cowan, ricercatore microbicoin ecologia dell’Università di Pretoria in Sud Africa, afferma: “Tutti i risultati della ricerca potrebbero aiutare a identificare gli stessi elementi nei campioni astrobiologici provenienti da Marte, il che fornirebbe la prova della vita aliena”. Quanto più ampia diventa la libreria di biomarcatori, tanto maggiore sarà l’accuratezza degli studi sui campioni alieni. Vengono determinati risultati universali: come vengono preservati i batteri, come reagiscono alle radiazioni e all'ambiente. Le nuove informazioni vengono utilizzate per migliorare i test che rilevano la vita.