Tegenwoordig wordt de zoektocht naar buitenaards leven alleen beperkt door de technologische mogelijkheden van de mensheid. Op
De omstandigheden op deze verre buren van de aarde worden genoemdextreme. De Venusiaanse temperatuur laat niet toe om het hete oppervlak van de planeet te verkennen, dat tot 470 ° C wordt verwarmd, en de ontoegankelijkheid van Europa, Enceladus en Titan wordt een nog groter obstakel voor wetenschappers: de dichtstbijzijnde lancering van de sonde naar Europa is gepland voor 2025 en de kwestie van soortgelijke projecten voor andere satellieten is nog niet opgelost helemaal niet.
InSight-sonde op het oppervlak van Mars. Afbeelding: NASA
Heavy Duty-ruimtetelescopen ontdektmensheid planeten die buiten het zonnestelsel bestaan. De beroemde Kepler is vervangen door de verbeterde exoplanetaire telescoop SPECULOOS, die gedetailleerde beelden zal ontvangen van de oppervlakken van de dichtstbijzijnde exoplaneten en kleinere exosatellieten. Astronomische objecten van dit type bevinden zich ook buiten onze melkweg - wetenschappers van de University of Oklahoma gebruikten microlensing om exoplanetclusters te detecteren op een afstand van 3,8 miljard lichtjaar.
exoplaneten- planeten die rond andere hemellichamen draaien danZon. Tegenwoordig weten wetenschappers dat er ongeveer 100 miljard van dergelijke exoplaneten in het Melkwegstelsel zijn, en dat er tot wel 20 miljard daarvan vergelijkbaar kunnen zijn met de aarde.
Ondanks de enorme hoeveelheid potentieelbewoonde planeten, is de taak om buitenaards leven te vinden niet gefaciliteerd. Een team van astronomen aan de Washington State University onder leiding van Dirk Schulze-Makuch heeft een speciaal classificatieschema ontwikkeld voor exoplaneten ontworpen om het catalogiseren te vergemakkelijken - de Planetary Living Index Index (PHI) -formule, die rekening houdt met de hardheid van het aardoppervlak, de mogelijke atmosfeer, energiebron en chemische samenstelling van de omgeving. Het probleem is dat wetenschappers geen gegevens kunnen verkrijgen over de atmosfeer van een exoplaneet of exosatelliet, de aanwezigheid of afwezigheid van vloeibaar water en ten slotte mogelijke organische elementen op of onder het oppervlak van het object.
Astronomen zijn echter positief enhypothesen naar voren brengen over dreigende sensaties op kosmische schaal. Een dergelijk vertrouwen is het resultaat van verkenning van niet de ruimte, maar van de aarde. Op de thuisplaneet van mensen zijn er al de noodzakelijke voorwaarden voor het simuleren van onvriendelijke externe omgevingen.
Vernietig het leven dat ooit op de planeet verscheen, het is moeilijk. De vereisten voor het handhaven van de eenvoudigste vormen zijn eenvoudig: water, een permanente energiebron en het zijn in een gordel van een planetaire habitat.
De voornaamste interesse van wetenschappers is gericht op het domein van archaeawaaronder levende organismen extremofielen. Deze soort kan overleven bij extreem lage en hoge temperaturen, in alkalische en zure omgevingen. Dergelijke bacteriën leven bijvoorbeeld in het subglaciale Vostokmeer, waar de druk en temperatuur vergelijkbaar zijn met vergelijkbare indicatoren in de oceaan van Europa.
Overleven extremofielen in de ruimte - open?vraag, maar de aanwezigheid van water op astronomische lichamen is geruststellend voor wetenschappers. In de komende vijf jaar zullen wetenschappers geen kostbare monsters van ijs of grond van potentieel bewoonbare werelden verwerven, dus gaan experimenten om micro-organismen op te sporen door op plaatsen waar de aarde gemakkelijk kan worden verward met een buitenaardse wereld.
Stralen en stratostaten voor Venus
Wetenschappers hebben bewezen dat bacteriën kunnen vliegen ofzelfs stijgen, bijvoorbeeld in de tweede laag van de atmosfeer van de aarde - de stratosfeer. Als iemand zich in zo'n ruimte bevindt, is het onwaarschijnlijk dat hij voor lange tijd kan leven - een koude en droge omgeving stijgt 10-50 km van het oppervlak van de aarde. Temperaturen van -56 ° C en straalspoelen met een snelheid van 160 km / u maken de stratosfeer ongeschikt voor het leven. Ademhaling werkt ook niet: ozon herbergt de hele aardse wereld tegen ultraviolette straling vanuit de ruimte, maar boven de ozonlaag, op een afstand van 32 km van het oppervlak van de planeet, is er geen overeenkomstige bescherming. Het lijkt erop dat zelfs extremofielen niets te maken hebben met de stratosfeer van de aarde.
Biologen zeggen het tegenovergestelde.Onderzoek naar micro-organismen in de bovenste lagen van de atmosfeer wordt al sinds de jaren dertig uitgevoerd, en daarvoor waren veel meer financiële en personele middelen nodig. Piloot Charles Lindbergh ging het luchtruim boven de Atlantische Oceaan op om atmosferische monsters te nemen - tijdens dergelijke "vluchten" werd de eendekker bestuurd door de vrouw van de vlieger. Vliegtuigen zijn zeer geschikt voor de bovenste lagen van de atmosfeer, maar ze kunnen niet hoger stijgen – in de stratosfeer en mesosfeer. Minder dichte stromen houden de apparaten eenvoudigweg niet vast.
In de jaren zeventig waren er technologieën voor het bestuderen van de stratosfeerverbeterd. Ballonnen en raketten begonnen de lucht in te worden gelanceerd - ze "namen letterlijk slagen" van de luchtgranaat en brachten ze vervolgens terug naar de aarde. De eerste resultaten waren niet betrouwbaar: de apparaten waren niet gesteriliseerd. Moderne wetenschappers worden geconfronteerd met de taak om de gegevens van de 20e eeuw te bevestigen en te verduidelijken.
David Smith, een astrobioloog bij NASA, onderzoektstratosfeer en bovenste atmosfeer. Omgevingsgegevens worden verzameld met behulp van een Gulfstream III-straalvliegtuig dat in staat is stratosfeerhoogten te bereiken. De cascademonsternemer perst lucht door dunne impactplaten met microscopisch kleine gaatjes. Het principe van deze methode lijkt op een zeef: stof en micro-organismen nestelen zich op de platen en worden naar de aarde afgevoerd.
Smith zelf gelooft dat micro-organismen dat niet kunnengroeien of reproduceren op stratosfeerhoogte: te koud en droog. Maar deze omgeving is zeer geschikt voor ‘behoud’: organismen overleven op een afstand van 10 tot 50 km van de aarde. Terwijl ze op één plek blijven, reizen in ijle luchtstromen en de troposfeer bereiken, ‘wachten’ micro-organismen om terug te keren naar de comfortabele omgeving van de planeet.
Je kunt de hogere atmosfeer verkennen zonder een jet. Stratostat - een speciaal apparaat van het type aerostaat waarmee een persoon naar de hoogte van de stratosfeer kan worden getild.
De eerste stratosferische ballon is ontworpen door een ZwitserAuguste Piccard voor de studie van kosmische straling. De wetenschapper maakte de eerste vlucht met het nieuwe apparaat in 1931, maar in bijna 100 jaar van zijn geschiedenis heeft het apparaat de onderzoekstoolbox nog steeds niet verlaten.
Wetenschappers van de Universiteit van Sheffield hebben ontdektmicro-organismen die vanuit de stratosfeer naar de aarde worden gebracht. In 2013 lanceerde een team van onderzoekers een speciale ballon op een hoogte van 27 km en precies op het moment dat de meteoorregen van Perseïde over de aarde regende.
De grootte van de deeltjes die door de stratosferische ballon werden meegebracht, bleek te zijnzo groot dat hun ontdekking op stratosfeerhoogten een verrassing was. Het is bijna onmogelijk dat ze van de aarde zijn gehaald: zulke sterke vulkaanuitbarstingen hebben zich de afgelopen drie jaar niet voorgedaan. Bioloog Milton Wainwright gelooft dat de hypothese van de buitenaardse oorsprong van deze micro-organismen heel goed mogelijk is.
Panspermia-theorie- hypothese van de oorsprong van het aardse leven. Verklaart het verschijnen van leven op aarde dankzij een bepaalde komeet die de eerste micro-organismen naar de planeet bracht.
De resultaten die door het Wainwright-team zijn verkregen, kondenverander ideeën over het leven - het blijft vanuit de ruimte op aarde arriveren. De resultaten van isotopenfractionering bevestigden geen bemoedigende conclusies: de verhouding van isotopen van micro-organismen bleek dezelfde te zijn als die van terrestrische monsters. Toch bewijst deze ervaring dat bacteriën in de stratosfeer overleven.
Venusische atmosfeer
In de nasleep van de algemene ruimtevaartkoorts in de jaren zestigWetenschappelijk popularisator en astronoom Carl Sagan suggereerde dat de bovenste atmosfeer van Venus mogelijk resterende micro-organismen zou kunnen verbergen die ooit op het koele oppervlak van de planeet bestonden. Tegenwoordig zullen bacteriën niet overleven op een oppervlak dat constant heet is vanwege het Venusiaanse broeikaseffect - de temperatuur bereikt 465 ° C en de atmosferische druk is 92 keer hoger dan die van de aarde.
Maar experimenten op land in de stratosfeer helpende hypothese over het bestaan van leven op Venus te onderbouwen. Maar in de wolken. Een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift Astrobiology meldt dat de temperatuur, druk en chemische samenstelling van de atmosfeer op 48 km van het aardoppervlak geschikt zijn voor het voortbestaan van enorme kolonies buitenaardse bacteriën.
De temperatuur in de stratosfeer van Venus bereikt60 ° C- Heet, maar leefbaar. De druk stopt bij 775 mmHg. Kunst.
Tegelijkertijd de chemische samenstelling van de bovenste lagen van Venuszuurder dan de aarde: zwavelzuur, kooldioxide en waterdruppels. Voor extremofielen zoals die op aarde zullen zelfs dergelijke omstandigheden niet dodelijk lijken. Als het leven op aarde iets heeft bewezen, is het dat het op de meest onverwachte plaatsen overleeft: in kokende bronnen en onder het ijs van permafrost. Rakesh Mogul, medeauteur van het artikel over het leven op Venus, zegt: ‘Op aarde kan het leven gedijen in extreem zure omstandigheden, kan het zich voeden met koolstofdioxide of zelf zwavelzuur produceren.’ Daarom lijkt de gok over de buitenaardse oorsprong van microben die zich op aarde hebben gevestigd niet fantastisch.
Foto's van Venus laten donkere plekken in de atmosfeer ziende planeten. Ze veranderen van vorm, grootte en positie, maar verdwijnen niet volledig. Moderne analyses tonen aan dat de vlekken zijn gemaakt van punten die overeenkomen met terrestrische bacteriën in omvang. De spectra van licht geabsorbeerd door de deeltjes van Venus zijn ook vergelijkbaar met de spectra van dezelfde terrestrische bacteriën.
Onderwateronderzoek
Voordelen bij de studie van buitenaards levenniet alleen de Antarctische subglaciale meren, maar ook de gletsjerreservoirs van Chili. In de Andes, aan de meren Laguna Negra en Lo Encasado, testen wetenschappers apparaten voor het detecteren van micro-organismen. De wateren van de Andes bevatten weinig voedingsstoffen en de zon dringt met ultraviolette stralen de waterlichamen binnen. Deze meren zijn echte begraafplaatsen, omdat sporen van ooit levende micro-organismen zich als biomoleculen op de bodem nestelen. Een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift Astrobiology onthult hoe microfossielen kunnen helpen bij het detecteren van bacteriën op Mars of Titan.
Hoge bergmeren van de Andes brengen onderzoekers naarverleden van Mars, waar wordt aangenomen dat meren met vloeibaar water aan hetzelfde UV-licht worden blootgesteld. Dus, Mars-bacteriën kunnen zich aanpassen aan de stralen, net als Chileense micro-organismen.
Om biomoleculen te verkrijgen wordt LDchip gebruikt -een biosensorchip met 450 antilichamen die eiwitten of DNA uit het oude of moderne leven detecteert. Dit is het belangrijkste onderdeel van het Signs of Life Detector-apparaat (SOLID), dat tot 2 g aarde en ijs verzamelt. Ze worden onderzocht op biomaterialen. De tool is handig omdat de resultaten in het veld kunnen worden ontcijferd.
In sedimenten van de bodem werden sulfaatreducerende bacteriën, methaanproducerende archaea en exopolymeerstoffen – producten van gammaproteobacteriën – gevonden.
Professor Don Cowan, microbieel onderzoekerin ecologie aan de Universiteit van Pretoria in Zuid-Afrika zegt: “Alle onderzoeksresultaten zouden kunnen helpen dezelfde elementen te identificeren in astrobiologische monsters van Mars, die bewijs zouden leveren voor buitenaards leven.” Hoe breder de bibliotheek van biomarkers wordt, hoe hoger de nauwkeurigheid van onderzoeken naar buitenaardse monsters. Er worden universele resultaten bepaald: hoe bacteriën behouden blijven, hoe ze reageren op straling en de omgeving. De nieuwe informatie wordt gebruikt om tests te verbeteren die leven detecteren.