Сьогодні пошуки інопланетного життя обмежені лише технологічними можливостями людства. на
Умови на цих далеких сусідів Землі називаютьекстремальними. Венерианская температура не дозволяє досліджувати розпечену поверхню планети, яка прогріта до 470 ° C, а важкодоступність Європи, Енцелада і Титана стає ще більшою перешкодою для вчених: найближчий запуск зонда до Європи запланований на 2025 рік, а питання аналогічних проектів для інших супутників поки не вирішене зовсім.
Зонд InSight на поверхні Марса. Зображення: NASA
Надпотужні космічні телескопи відкрилилюдству планети, існуючі поза Сонячною системою. На зміну знаменитому Kepler прийшов удосконалений екзопланетних телескоп SPECULOOS, який отримає детальні зображення поверхонь найближчих екзопланет і дрібніших екзосупутник. Астрономічні об'єкти цього типу знаходять і за межами нашої галактики - вчені з Університету Оклахоми використовували мікролінзування, щоб виявити скупчення екзопланет на видаленні 3,8 млрд світлових років.
екзопланети- планети, що обертаються навколо інших світил, крімСонце. Сьогодні вчені знають про існування приблизно 100 млрд подібних екзопланет у галактиці Чумацький шлях, і до 20 млрд з них можуть бути подібними до Землі.
Незважаючи на величезну кількість потенційнозаселених планет, завдання з пошуку позаземного житті не полегшується. Команда астрономів Вашингтонського державного університету на чолі з Дірком Шульце-Макуч розробила спеціальну схему класифікації екзопланет, покликану полегшити каталогізацію - формулу Індексу планетної населеності (PHI), що враховує твердість поверхні планети, її можливу атмосферу, джерело енергії і хімічний склад навколишнього середовища. Проблема в тому, що вчені не можуть отримати дані про атмосферу екзопланети або екзосупутник, наявності або відсутності рідкої води і, нарешті, можливих органічних елементах на поверхні об'єкта або під нею.
Тим не менш, астрономи налаштовані позитивно тависувають гіпотези про швидкі сенсації космічного масштабу. Подібна впевненість – результат досліджень не космосу, а Землі. На рідній планеті людей вже є необхідні умови для імітації недружніх зовнішніх середовищ.
Знищити життя, одного разу з'явилася на планеті, складно. Вимоги для підтримки найпростіших форм прості: вода, постійне джерело енергії і знаходження в поясі планетного проживання.
Основний інтерес вчених звернений до домену архей, додо яких належать живі організми екстремофіли. Цей вид здатний виживати при екстремально низьких і високих температурах, у лужних та кислих середовищах. Такі бактерії живуть, наприклад, у підлідному озері «Схід», де тиск і температура можна порівняти з подібними показниками в океані Європи.
Чи виживають екстремофіли у космосі – відкритийпитання, але наявність води на астрономічних тілах обнадіює вчених. У найближче п'ятиріччя вчені не придбають дорогоцінних зразків льоду чи ґрунту з потенційно населених світів, тому досліди з виявлення мікроорганізмів продовжуються там, де Землю легко сплутати з інопланетним світом.
Джети і стратостата для Венери
Вчені довели, що бактерії здатні літати абонавіть парити, наприклад, у другому шарі атмосфери Землі - стратосфері. Якщо людина виявиться в подібному просторі, навряд чи йому вдасться прожити довго - холодна і суха серед піднімаючих на 10-50 км від поверхні Землі. Температура -56 ° C і струменеві вітру швидкістю 160 км / год роблять стратосферу не придатною для життя. Дихати теж не вийде: озон вкриває весь земний світ від ультрафіолету з космосу, але вище озонового шару, на відстані 32 км від поверхні планети, відповідного захисту вже немає. Здається, що навіть Екстремофіли нічого робити в стратосфері Землі.
Біологи стверджують протилежне.Дослідження мікроорганізмів у верхніх шарах атмосфери ведуться з 30-х років, причому раніше вони вимагали значно більших і фінансових, і людських ресурсів. Пілот Чарльз Ліндберг піднімався в небо над Атлантикою, щоб брати атмосферні зразки - під час таких "вилазок" монопланом управляла дружина авіатора. Літаки добре підходять для верхніх шарів атмосфери, але підніматися вище - стратосферу і мезосферу - вони не можуть. Менш щільні потоки просто не утримують апарати.
У 70-х роках технології вивчення стратосфери булиудосконалено. У небо почали запускати кулі та ракети – вони буквально «брали мазки» повітряної оболонки, потім повертаючи їх на Землю. Ранні результати були достовірними: прилади не стерилізували. Перед сучасними вченими стоїть завдання підтвердити та уточнити дані XX століття.
Девід Сміт, астробіолог із НАСА, досліджуєстратосферу та верхні шари атмосфери. Дані про середовище збираються за допомогою Джет Gulfstream III, здатного підніматися на висоту стратосфери. Каскадний пробовідбірник пропускає повітря через ударні тонкі пластини з мікроскопічними отворами. Принцип такого методу нагадує решето: пил та мікроорганізми осідають на пластинах та доставляються вниз, на Землю.
Сам Сміт вважає, що мікроорганізми не можутьзростати чи розмножуватися на висоті стратосфери: надто холодно та сухо. Зате це середовище добре підходить для «консервації»: організми виживають за 10–50 км від Землі. Залишаючись на одному місці, подорожуючи в потоках розрідженого повітря, добираючись до тропосфери мікроорганізми чекають повернення в комфортне середовище планети.
Дослідити верхні шари атмосфери можна і без джета. Стратостат - спеціальний пристрій на кшталт аеростата, здатне піднімати людину на висоту стратосфери.
Перший стратостат був спроектований швейцарцемОгюстом Пікаром вивчення космічних променів. Вчений здійснив перший політ на новому пристрої у 1931 році, але майже за 100 років своєї історії пристрій досі не вийшов із дослідницького інструментарію.
Вчені з Університету Шеффілда виявилимікроорганізми, принесені на Землю зі стратосфери. У 2013 році команда дослідників запустила спеціальний повітряна куля на висоту 27 км, причому прямо в той час, коли над Землею проходив метеоритний дощ Персеїди.
Розмір принесених стратостатом частинок виявивсянастільки великим, що їхнє виявлення на висоті стратосфери стало несподіванкою. Те, що їх занесло із Землі, практично неможливо: за останні три роки не відбувалося настільки сильних вивержень вулканів. Біолог Мілтон Уейнрайт вважає, що гіпотеза про інопланетне походження цих мікроорганізмів цілком можлива.
теорія панспермії- гіпотеза виникнення земного життя. Пояснює появу живого на Землі завдяки певній кометі, яка принесла перші мікроорганізми на планету.
Результати, отримані командою Уейнрайта, моглизмінити уявлення про життя - вона продовжує прибувати на Землю з космічного простору. Підсумки ізотопного фракціонування не підтвердили обнадійливих висновків: співвідношення ізотопів мікроорганізмів виявилося таким же, як у земних зразків. І все-таки цей досвід доводить: бактерії виживають в стратосфері.
венерианская атмосфера
На хвилі загальної космічної лихоманки у 60-хпопуляризатор науки та астроном Карл Саган припускав, що верхня атмосфера Венери може приховувати залишкові мікроорганізми, що колись існували на прохолодній поверхні планети. Сьогодні бактерії не виживуть на поверхні, що постійно розпечена через венеріанський парниковий ефект — температура досягає 465 °С, а атмосферний тиск у 92 рази більший за земний.
Натомість земні експерименти у стратосфері допомагаютьдовести гіпотезу про існування життя на Венері. Але у хмарах. Нещодавнє дослідження, опубліковане в журналі Astrobiology, повідомляє, що температура, тиск та хімічний склад атмосфери за 48 км від поверхні планети підходять для виживання величезних колоній інопланетних бактерій.
Температура у стратосфері Венери досягає60 ° C- Гаряче, але прийнятно для життя. Тиск зупиняється на позначці 775 мм рт. ст.
При цьому хімічний склад верхніх шарів Венерикислотніше земного: сірчана кислоти, вуглекислий газ та краплі води. Для екстремофілів, подібних до земних, навіть такі умови не здадуться смертельними. Якщо життя на Землі щось і довело, то це те, що воно виживає в найраптовіших місцях — у киплячих джерелах і під кригою вічної мерзлоти. Ракеш Могул, співавтор статті про життя на Венері, заявляє: "На Землі життя може процвітати в вкрай кислотних умовах, може харчуватися вуглекислим газом або виробляти сірчану кислоту самостійно". Тому здогад про інопланетне походження мікробів, що прописалися на Землі, не здається фантастикою.
Знімки Венери показують темні плями в атмосферіпланети. Вони змінюють форму, розмір і положення, але не зникають повністю. Сучасні аналізи показують: плями зроблені з точок, відповідних земним бактеріям за розміром. Спектри світла, що поглинаються частинками Венери, також схожі на спектри тих же земних бактерій.
підводні дослідження
Користь у дослідженні інопланетного життя приносятьне лише антарктичні підлідні озера, а й льодовикові водоймища Чилі. В Андах, на озерах Лагуна Негра та Ло Енкасадо, вчені тестують пристрої виявлення мікроорганізмів. В андських водах мало поживних речовин, а сонце пронизує водойми ультрафіолетовими променями. Ці озера — справжні цвинтарі, бо сліди живих мікроорганізмів колись осідають на дні як біомолекули. Нещодавнє дослідження, опубліковане в журналі Astrobiology, розповідає, як мікроостанки допоможуть виявити бактерії на Марсі чи Титані.
Високогірні озера Анд переносять дослідників вминуле Марса, де, як вважається, озера з рідкою водою піддавалися такому ж впливу УФ-випромінювання. Значить, марсіанські бактерії могли пристосовуватися до променів так само, як чилійські мікроорганізми.
Для отримання біомолекул використовують LDChip.біосенсорний чіп з 450 антитілами, що виявляє білки або ДНК стародавнього чи сучасного життя. Це основна деталь апарату Signs of Life Detector (SOLID), що збирає до 2 г ґрунту та льоду. Їх досліджують на біоматеріали. Інструмент зручний тим, що результати розшифровувати можна в польових умовах.
В осадах з дна знайшли бактерії, що відновлюють сульфат, археї, що утворюють метан, і екзополімерні речовини — продукти гамма-протеобактерій.
Професор Дон Коуен, дослідник мікробноїекології з Університету Преторії в Південній Африці вважає: «Усі результати досліджень можуть допомогти ідентифікувати такі ж елементи в астробіологічних зразках з Марса, що стане доказом інопланетного життя». Чим ширшою стає бібліотека біомаркерів, тим вища точність досліджень інопланетних зразків. Визначаються універсальні результати: як зберігаються бактерії, як вони реагують на радіацію та довкілля. Нова інформація використовується для вдосконалення тестів життя.