Жизнь в солнечной системе возможность поиски результаты: Поиск жизни на планетах Солнечной системы. Где она возможна |

Содержание

Поиск жизни на планетах Солнечной системы. Где она возможна

Что такое жизнь? Есть сотни описаний понятия жизни, суть — наличие обмена веществ, рост, размножение, адаптация и прочее. На Земле она есть практически во всех местах, начиная от радиоактивных штолен, заканчивая глубоководными вулканами. Основу жизни у нас составляют белки и нуклеиновые кислоты (упрощенно), поэтому в своих поисках мы будем искать похожие условия и известные нам признаки наличия жизни.

Содержание:

1 Солнечная Система
2 Марс
- 2.1 Метан на Марсе
3 Спутник Европа
- 3.1 Исследование Европы
4 Спутник Энцелад
5 Спутник Титан
- 5.1 Исследования Титана
6 Экзопланеты

Солнечная Система

Солнечная Система упрощенно, не в масштабе

Если рассматривать ближайшие планеты к Солнцу, Меркурий и Венеру, то вряд-ли там будет существовать белковая жизнь. Пока мы рассматриваем только её т.к. других форм не знаем. Меркурий нагретый более чем на 500 градусов и лишенный атмосферы отпадает сразу. Венера, после того как ее исследовали наши советские зонды тоже предстала нам в виде небольшого ада. Чудовищный парниковый эффект, давление атмосферы в 90 раз выше нашего, температура больше, чем на Меркурии (550-590С) и пары серной кислоты в атмосфере из углекислого газа.

Марс

Лавовая трубка на Марсе. Хорошее место для того, чтобы укрыться от радиации

Об обитаемости Марса не писал только ленивый. Но данные десятка миссий говорят о том, что это сухая, безжизненная пустыня и населена роботами (пара марсоходов). Около 3.5 млрд. лет назад у Марса были океаны жидкой воды и атмосфера. Но планета меньше нашей, ядро остыло, генерация магнитного поля прекратилась, и атмосфера сдулась солнечным ветром. Вода без защиты атмосферы испарилась, оставив после себя отложения гипса и залежи льда в глубине почвы. А нам остается любоваться только каналами, которые образовались под влиянием воды, да колупать дно древнего озера очередным марсоходом.

Метан на Марсе

Карта распределения метана на Марсе

Но есть и хорошие новости. На Марсе обнаружили следы метана. Данные сразу нескольких зондов говорят о периодическом присутствии этого газа. Метан очень быстро разлагается, значит должен быть источник, который постоянно пополняет атмосферу. На Земле почти весь метан биогенного происхождения. А на Марсе…неизвестно. Возможно какие-то залежи под поверхностью, хотя вулканизма и тектоники на планете нет уже давно, а на Земле это основной небиогенный поставщик этого газа. За эту соломинку хватаются оптимисты, но одного признака мало, нужны железные доказательства наличия жизни. Например, марсианский метеорит, найденный в Антарктиде — возможно, но многие ставят под сомнение, что найденные в нем «бактерии» действительно бактерии, слишком уж маленькие. Результаты экспериментов посадочных модулей Викинга? Вряд-ли, большинство склоняется к небиогенному трактованию полученных результатов из-за их сомнительности.

Компьютерная симуляция того, как выглядел Марс в прошлом. По центру снимка долина Маринера

Поэтому поиск жизни на Марсе — это скорее не поиск ее в настоящем времени, что крайне маловероятно, а поиск следов в прошлом. Более 3 млрд. лет назад на Марсе все условия были подходящие, так что была ненулевая вероятность зародиться этой жизни. И если мы найдем свидетельство ее зарождения, это уже будет триумф. Тем более на Земле она уже возникла спустя 400-800 млн. лет после образования самой планеты! А возможно и раньше, следов почти не сохранилось. Фактически, как только закончилась поздняя тяжелая бомбардировка и все мимо пролетающие космические тела перепахали поверхность Земли, превратив ее в раскаленный филиал ада, появилась первая примитивная жизнь. Далее тройка (а, в реальности двойка) лидеров на которых мы возможно сможем найти хотя-бы примитивную жизнь.

Спутник Европа

Вид с Европы на Юпитер в представлении художника

Этот небольшой ледяной мир, чуть меньше нашей Луны — первый кандидат на поиски внеземной жизни в Солнечной системе. Условия, которые есть на этом спутнике легко заткнут за пояс Марс. Но начнем сначала с минусов. Европа находится в радиационном поясе Юпитера, а он очень большой, и радиация на поверхности спутника огромна. Солнечного света на Европе всего несколько процентов от того, что получаем мы. Собственно, перейдем к плюсам. Спутник покрыт слоем льда, под которым плещется соленый океан. Лед по разным оценкам имеет толщину от 4 до 100 км в зависимости от места, а глубина океана может достигать 100 и более километров. Поэтому жидкой воды на Европе больше, чем у нас. Зонд Галилео много лет изучал систему Юпитера и наличие подледного океана фактически доказано. Тем более снимки Хаббла показывают признаки выбросов водяного пара.

Водяной пар бьет из разломов льда на поверхности Европы

Что можно сказать о возможной жизни в океане Европы? Гравитация Юпитера разогрела недра Европы, поэтому более близкий спутник Ио, так вообще весь покрыт лавой и на его поверхности постоянно извергаются вулканы (десятками!). Посмотреть наглядно глобус Ио и почитать про вулканы можно на интерактивной карте тут. Вода на Европе соленая, жидкая, теплая. Энергии полно. Кандидат на поиски жизни идеальный. Тем более бактериям солнечный свет и не нужен, они вполне могут обходиться энергией химических процессов, например, окисления железа или серы.

Исследование Европы

Концепт посадочного аппарата будущей миссии НАСА

На данный момент запланированы 2 миссии по исследованию спутника. Это миссии НАСА и EKA. НАСА отправит орбитер с радиолокатором и возможно посадочный модуль. А ЕКА (Европейское космическое агенство) исследуют Европу с пролетной траектории когда будут лететь к Ганимеду. Кстати про Ганимед, там вроде тоже есть намеки на подледный океан, но менее явные. Зато там меньше радиация и исследовательские зонды не будут дохнуть как мухи. Цель будущих миссий скорее разведывательная. Погрузиться в океан Европы задача почти непосильная. Лед к озеру Восток в Антарктиде, глубиной 4 км бурили еще со времен Союза, а закончили только недавно. А нам это нужно будет сделать с помощью автономного зонда за 780 млн. км от Земли. При этом не занеся наших бактерий в этот океан. А потом еще провести исследования воды и поиск простейшей жизни. Архисложная задача. Более реалистичный сценарий — погрузиться в трещину на поверхности или пролететь сквозь выброс пара. В любом случае сперва нужны радарные карты, куча исследований и пара-тройка разведывательных миссий. Такую задачу с наскока не решить.

Спутник Энцелад

Схема Энцелада, показывающая как вода из подледного океана выходит на поверхность

Не менее интересный, в плане поиска жизни, спутник Сатурна — Энцелад. Он очень маленький, всего ~500 км в диаметре, океан жидкой воды у него небольшой. Недра спутника также, как и у Европы разогреты приливным взаимодействием с планетой. Но Энцелад выгодно (для наших исследований) отличается от Европы тем, что струи воды бьют с поверхности фонтанами и даже успели сформировать разреженное кольцо Сатурна Е.

Реальная фотография зонда Кассини — бьющие водяные фонтаны с поверхности спутника

Зонд Кассини даже смог пролететь сквозь такой водяной выброс, но к сожалению, у него не было никаких специализированных приборов для изучения этой воды. Так что будущие миссии смогут получить образцы значительно легче, чем на Европе.

Спутник Титан

ИК изображение Титана, снимок зонда Кассини

Спутник Сатурна Титан чрезвычайно интересен тем, что на его поверхности есть полный гидрологический цикл, как на Земле, только вместо воды на Титане метан и этан. Спутник Титан больше по размерам чем планета Меркурий, но меньше по массе почти в 2 раза. У него атмосфера толщиной ~400 км, состоящая из азота и углеводородов, которую защищает от солнечного ветра магнитное поле Сатурна. На поверхности Титана температура -180 С, но есть сотни озер и множество морей и рек.

Море Лигеи на Титане, радарный снимок зонда Кассини

На спутник в 2005 году зонд Кассини доставил спускаемый аппарат Гюйгенс. Он нам передал снимки поверхности и данные о составе и атмосфере. Титан примечателен тем, что это целая лаборатория по изучению возможной жизни не на основе растворителя воды и белков. В качестве растворителя может подойти ацетилен, а источника энергии водород. А полупроницаемые мембраны будут на основе акрилонитрила в жидкой неполярной метан-этановой смеси на его поверхности. Множество фотохимических реакций в атмосфере поставляют сложные углеводороды (толины) прямо на поверхность.

Исследования Титана

Вот что передал спускаемый аппарат Гюйгенс, когда опускался на Титан

Приоритет в исследованиях Титана ниже, чем спутников Юпитера. Тем более только недавно там закончил свою миссию Кассини. В планах отправить орбитер, и возможно подводную лодку (!) в тамошние моря и/или воздушный шар в атмосферу. На Титане есть где развернуться и что исследовать, гигантская атмосфера пригодная для полетов коптеров и воздушных шаров, бездонные моря и реки, огромные участки поверхности с дюнами и горами. Но данная миссия будет флагманской и явно не уложится даже в 4 млрд $, что автоматом отодвигает ее на после 2030гг. К тому-же у НАСА проблемы с плутонием и РИТЕГи фактически нечем заправлять. Из-за чего текущая миссия у Юпитера, Юнона полетела с солнечными панелями и без ядерной батарейки. Что делает ее менее долговечной (панели деградируют от радиации) и ограниченной по оборудованию.

Экзопланеты

Анимация вращения четырех экзопланет вокруг звезды HR 8799. Создано на основе реальных фотографий

После запуска космического телескопа Кеплер начался буквально бум на экзопланеты. Если раньше мы их знали около трех сотен штук, то сегодня более 4000 подтвержденных экзопланет и еще тысячи кандидатов. Даже несмотря на поломку Кеплера (недавно приступил к последнему сеансу наблюдений) у нас есть свежезапущенный телескоп TESS и на подходе PLATO и Cheops. Что дает шансы на обнаружение около 100 000 других миров в ближайшие годы. Конечно не все экзопланеты потенциально обитаемы, большинство это горячие и массивные планеты по типу нашего Юпитера — их легче всего обнаружить. Но попадаются и землеподобные планеты в зоне обитаемости своей звезды. Зона обитаемости широкое понятие, но в данном случае оно означает то, что планета находится на таком расстоянии от своей звезды, что на ее поверхности может существовать жидкая вода.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 11352

Запись опубликована: 07.06.2018
Автор: Максим Заболоцкий

Информационный центр по атомной энергии

Найди свой город

У какого наземного животного
самый большой мозг?

У слона –
из-за размеров тела

Как вы думаете, какой длины будет цепочка из ДНК всех клеток человеческого тела, если их раскрутить?

16 миллиардов км – это от Земли до Плутона и обратно

Как вы думаете, существуют ли животные, способные выжить в открытом космосе?

Это тихоходки, побывавшие на внешней стороне МКС

В каких частях мозга вырабатываются нейромедиаторы дофамин и серотонин, обеспечивающие нам позитивные эмоции?

В голубом пятне и чёрной субстанции

От названия какого животного произошло слово «вакцина»?

Коровы. В переводе с латинского «vaccinia» — «коровья»

Существует ли «одежда» для реактора и где у него можно
найти «юбку» и «тюбетейку»?

Это неформальные названия верхней и средней части контейнмента

Действительно ли с помощью радиационных технологий можно изменить цвет драгоценных камней?

Да, в НИИАРе так производят голубые топазы

Знаете ли вы, какие звёзды сопоставимы по размеру с земными городами?

Это нейтронные звёзды
с диаметром 10-20 километров

Правда ли, что мечехвосты живут
на Земле уже 300 миллионов лет,
у них 10 глаз и голубая кровь?

Да. Их кровью проверяют чистоту медицинских препаратов

А вы знали, что все натуральные продукты содержат небольшое количество радиоактивных изотопов?

Например, средний банан содержит 0,42 грамма калия

Как вы считаете, в чём заключалась уникальная особенность духов «Шанель №5», на которой настаивала Коко Шанель?

Это искусственный аромат,
созданный химиком

Что сделали физики Константин Петржак и Георгий Флёров в 1940 году на московской станции метро «Динамо»?

Экспериментально доказали спонтанное деление ядер урана

Сколько топлива в сутки потребляют атомные ледоколы?

От 4,5 до нескольких десятков грамм

Какое явление возникает при взаимодействии солнечного ветра
с верхними слоями атмосферы?

Полярное сияние

Какие животные смогли пройти «зефирный тест»: отказаться от угощения ради получения чего-то более вкусного позже?

Многие приматы, собаки, вороны и каракатицы

А знаете ли вы, какой из элементов считается самым дорогим в мире, а его мировой запас составляет 8 граммов?

Калифорний-252 стоит 10 млн. долларов за грамм

Какую знаменитую фразу
Игорь Курчатов произнёс
во время пуска первой в мире
Обнинской АЭС?

«С лёгким
паром!»

Новости

Все новости

Новости твоего города

Наши форматы

Все форматы

Команда ИЦАЭ

Информационные центры
по атомной энергии присутствуют в19 городах России

Найди свой город

Эксперты ИЦАЭ

Все эксперты

ПОДПИШИСЬ НА РАССЫЛКУ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫХ
СОБЫТИЙ ТВОЕГО ГОРОДА

Где в Солнечной системе мы, скорее всего, найдем жизнь? | Наука

Спутник Юпитера Европа, потенциально являющийся домом для океана с жидкой водой, считается одним из наиболее вероятных мест обитания внеземной жизни.
Изображение через НАСА

На прошлой неделе НАСА объявило об одной из своих самых захватывающих миссий за последнее время: плане посетить Европу, один из крупнейших спутников Юпитера. Предыдущие исследования показали, что Луна покрыта водяным льдом и может содержать жидкий океан под своей поверхностью, что повышает соблазнительную вероятность того, что на Европе может быть жизнь.

В последние годы значительное количество открытых нами планет, вращающихся вокруг далеких звезд (по последним подсчетам, 1780), сместило фокус поиска внеземной жизни на другие солнечные системы. Но эти планеты находятся далеко-далеко, поэтому, вероятно, потребуются тысячи лет, чтобы добраться даже до самых близких.

После объявления о Европе стоит помнить, что в нашей Солнечной системе есть несколько пунктов назначения, которые мы могли бы посетить (с помощью беспилотных зондов) в течение нашей жизни и, возможно, найти жизнь. Вот наш список лучших ставок:

Европа

Ряд миссий, в том числе пролет беспилотного зонда Galileo в 1995 году, предоставил данные о Европе, которые привели ученых к некоторым интересным выводам. Его поверхность состоит из водяного льда, но она на удивление гладкая — на ней много трещин, но очень мало кратеров — это говорит о том, что лед, вероятно, имеет относительно молодой возраст и со временем постоянно реформируется, стирая последствия ударов астероидов. .

Крупный план линий на поверхности Европы.

Изображение из Викисклада/НАСА.

Кроме того, анализ линий Европы (темные трещины, пересекающие поверхность льда) показывает, что они постепенно перемещаются, что, возможно, свидетельствует о тектонической активности или вулканических извержениях под ними. Если это правда, эта деятельность могла бы дать достаточно тепла, чтобы создать жидкий океан подо льдом.

Гипотетическое сочетание вулканической активности и жидкой воды побудило некоторых ученых предположить, что на Европе может быть жизнь, возможно, похожая на экосистемы на Земле, которые возникают вокруг гидротермальных источников на морском дне и процветают в отсутствие солнечного света.

В прошлом году данные телескопа Хаббл показали, что в некоторых местах огромные струи воды вырываются из маленьких дыр в ледяной поверхности Европы. Если НАСА действительно отправит зонд на Луну где-то в 2020-х годах — все еще большое, если из-за реалий государственных расходов на космос — оно сможет пролететь через эти самолеты и собрать образцы для поиска внеземной жизни.

Энцелад, шестой по величине спутник Сатурна, также является домом для океана с жидкой водой.

Изображение предоставлено NASA/JPL/USGS.

Энцелад

Энцелад, спутник Сатурна, крошечный: его диаметр составляет около четырех процентов от диаметра Земли, что примерно равно ширине Аризоны. Но в последние годы ученые пришли к убеждению, что крошечная луна с такой же вероятностью может быть пристанищем для жизни, как и Европа, в основном по той же причине — похоже, что она содержит океан жидкой воды под покровом льда.

В 2008 году зонд НАСА «Кассини-Гюйгенс» обнаружил шлейфы соленого водяного пара, исходящие из южного полюса Луны, и дальнейший анализ шлейфов подтвердил присутствие органических молекул, таких как углерод, азот и кислород, которые, как считается, необходимы для жизни. . Вместо толстой ледяной шапки, подобной той, что есть на Европе, Энцелад имеет более тонкое покрытие из льда, смешанного с коркой, и скорость, с которой двигались эти шлейфы (более 650 миль в час), убедительно свидетельствует о том, что они выстрел из жидкого океана на южном полюсе Луны.

Присутствие жидкой воды — возможно, из-за нагрева, вызванного естественной радиоактивностью Луны — наряду с камнями, льдом и паром привело ученых к гипотезе о существовании длительного круговорота воды, при котором пар поднимается вверх, а затем оседает. до поверхности планеты и конденсируется в жидкость, циркулирует глубоко в лунной коре, а затем поднимается обратно на поверхность в течение сотен тысяч лет. Это может гипотетически циркулировать органические молекулы с течением времени, что делает существование микробной жизни на крошечной луне гораздо более вероятным.

Зонд «Кассини-Гюйгенс» должен несколько раз пройти мимо Луны в 2015 году, но в настоящее время нет планов по отправке специального зонда, который мог бы приземлиться на ее поверхность или взять пробы водяного пара на наличие жизни.

Тонкая атмосфера Марса, вид с низкой орбиты.

Изображение с Викисклада

Марс

Из-за его непосредственной близости мы знаем о Марсе больше, чем о любом другом месте в этом списке, и многое из того, что мы нашли, обнадеживает. Данные из 9Марсоход 0013 Curiosity и другие беспилотные зонды предоставили доказательства того, что когда-то на поверхности планеты была текущая жидкая вода и пресноводные озера. В настоящее время на каждом из полюсов планеты есть постоянные ледяные шапки, которые в основном состоят из водяного льда, а почва содержит от одного до трех процентов воды по массе, хотя она связана с другими минералами и поэтому недоступна. Есть также некоторые свидетельства того, что кора планеты может содержать следы органических соединений.

Единственное, чего мы не нашли, так это неоспоримых свидетельств существования жизни, как современной, так и исторической. Предыдущие утверждения о микробных окаменелостях, обнаруженных на метеоритах, возникших на Марсе, были опровергнуты, и все образцы почвы и горных пород, которые проанализировали наши зонды, не смогли предоставить четких признаков какой-либо формы жизни. Другими аспектами Марса, которые, кажется, делают нынешнюю жизнь маловероятной, являются его чрезвычайно тонкая атмосфера (слишком тонкая, чтобы существенно защитить от космической радиации) и его экстремальный холод (средняя температура поверхности: -82ºF), который препятствует образованию жидкой воды на поверхности.

Тем не менее, некоторые ученые считают, что исторические данные о жидкой воде свидетельствуют о том, что когда-то Марс был гораздо более гостеприимным, чем сегодня. Исследования показывают , что у планеты, вероятно, когда-то было магнитное поле, которое могло защитить от радиации, а также помогло сохранить более плотную атмосферу от эрозионной силы солнечного ветра. Эта атмосфера могла изолировать планету, подняв температуру до уровня, достаточного для образования жидкой воды, которая является ключом к развитию микробной жизни.

В настоящее время у нас есть два марсохода, которые исследуют и берут пробы Марса, а также планируют отправить еще более сложные зонды и, возможно, даже пилотируемую миссию в будущем. Если жизнь когда-то существовала на Марсе и оставила какие-либо доказательства, если повезет, мы в конечном итоге это обнаружим.

Ио, спутник Юпитера, имеет чрезвычайно высокий уровень вулканической активности, которая когда-то в прошлом могла обеспечивать тепло для поддержания жизни.

Изображение предоставлено NASA/JPL/Университетом Аризоны.

Ио

Третий по величине спутник Юпитера, Ио, невероятно вулканичен: с более чем 400 действующими вулканами он считается наиболее геологически активным телом в Солнечной системе. В результате всей этой деятельности образовалась разреженная газовая атмосфера, состоящая в основном из двуокиси серы со следами кислорода.

На некоторых участках поверхности он также выделяет тепло. Было обнаружено, что в регионах вблизи вулканов температура достигает 3000ºF, в то время как в других областях в среднем около -202°F, а это означает, что в некоторых районах может сохраняться золотая середина, благоприятная для жизни.

К сожалению, на Ио не так много жизни, как на Европе или Энцеладе, по нескольким причинам: на ней не было обнаружено органических химических веществ или воды (ни в жидком, ни в твердом состоянии), и она вращается внутри кольцо излучения (называемое плазменным тором Ио), окружающее Юпитер, образованное ионизированным газом из собственных вулканов Ио, которое, вероятно, убьет что угодно.

Однако некоторые ученые считают, что жизнь на Ио могла быть давным-давно и даже существовать глубоко под поверхностью Луны. Компьютерное моделирование образования спутников Юпитера предполагает, что Ио сформировалась в районе с большим количеством жидкой воды. Это, в сочетании с его теплом, могло способствовать эволюции жизни. Плазменный тор Ио уничтожил бы всю жизнь (и всю поверхностную воду) в течение 10 миллионов лет или около того после образования Луны, но возможно, что некоторые из них могли мигрировать под землю в лавовые трубы Луны и поддерживаться энергией, выделяемой вулканической активностью.

Если на Ио действительно существует жизнь, скорее всего, пройдет некоторое время, прежде чем мы сможем ее найти, поскольку нам потребуется посадить зонд на поверхность Луны и пробурить ее недра, чтобы обнаружить ее. Создание и успешная посадка зонда, несущего оборудование для бурения более чем на несколько дюймов, по-прежнему выходит за рамки наших возможностей.

Титан, самый большой спутник Сатурна, имеет плотную химически активную атмосферу.

Изображение предоставлено NASA/JPL/Институтом космических наук.

Титан

Что касается жизни, то Титан — самый большой спутник Сатурна — имеет одну особенность, которой нет ни у одного из других мест назначения: густую, химически активную атмосферу. Атмосфера Луны плотнее земной, а верхние слои в основном состоят из азота с небольшими количествами метана и кислорода. Это обнадеживает, так как жизнь (по крайней мере, на Земле) требует атмосферы для защиты от радиации и для циркуляции органических соединений.

Однако в течение многих лет ученые отвергали возможность существования жизни на Титане из-за его сильного холода. Средняя температура поверхности Луны, находящейся далеко от Солнца и без достаточной вулканической активности, чтобы значительно нагреть ее, составляет -29.0 ° F, слишком холодно, чтобы допустить жидкую воду и жизнь, какой мы ее знаем.

Однако совсем недавно с помощью зонда «Кассини-Гюйгенс» ученые обнаружили жидкие озера на поверхности Луны, вероятно, состоящие из углеводородов, таких как этан или метан. Это будет радикально отличаться от жизни на Земле, но вполне возможно, что в этих озерах может быть жизнь, которая живет в углеводородной среде, а не в воде.

Есть даже предположение, что богатая метаном атмосфера Луны на самом деле является0013 результат жизни: обычно это химическое вещество разлагается солнечным светом, но если организмы на Титане выделяют метан в процессе своего метаболизма, как это делают многие микробы на Земле, он может постоянно пополнять его запасы в атмосфере.

Ходили разговоры об отправке зонда с приводнением для исследования поверхностных озер Титана, но в настоящее время нет никаких планов сделать что-то большее, чем исследовать его издалека с помощью зонда «Кассини».

Рекомендуемые видео

Вот 7 лучших мест для поиска жизни в Солнечной системе

Европа. Предоставлено: НАСА/Лаборатория реактивного движения.

Если человечество когда-либо собирается найти жизнь на другой планете Солнечной системы, вероятно, лучше знать, где искать. Множество ученых потратили много-много часов, размышляя именно над этим вопросом, и многие выдвинули оправдания тому, что конкретное место в Солнечной системе с наибольшей вероятностью может содержать жизнь, какой мы ее знаем. Благодаря команде под руководством Димитры Атри из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби у нас теперь есть методология их ранжирования.

Методология, опубликованная в недавнем препринте на arXiv, ориентирована на новую переменную — индекс микробной обитаемости (MHI). MHI предназначен для измерения того, насколько пригодна для жизни конкретная среда для различных типов экстремофилов, обитающих в экстремальных местах на Земле.

Как и в случае со многими серьезными инженерными задачами, авторы разбили процесс разработки эффективного MHI на ряд шагов. Во-первых, они определили серию из шести переменных окружающей среды, которые могут повлиять на пригодность конкретной среды для жизни. Затем они определили шесть типов окружающей среды, которые, как считается, существуют во многих потенциально обитаемых мирах. Затем они выбрали семь из этих обитаемых миров и собрали все возможные данные о факторах окружающей среды для каждого типа окружающей среды в каждом потенциально обитаемом мире.

С помощью этих данных они сравнили значения, найденные в этих средах, с ценностями, в которых могут жить экстремофилы. Результаты не особенно удивительны для тех, кто интересуется астробиологией Солнечной системы, но поддающиеся количественному измерению данные подтверждают их. Похоже, Европа, Марс и Энцелад — наиболее вероятные кандидаты на обнаружение бактериальной жизни.

Предоставлено: Universe Today

Однако, чтобы сделать такой вывод, потребовалось собрать много данных и провести их количественную оценку. Во-первых, команда должна была определить, какие факторы окружающей среды были наиболее важными для потенциальной пригодности жизни. Они остановились на шести: температуре, давлении, ультрафиолетовом излучении, ионизирующем излучении, рН и солености. Жизнь может выжить только в узком диапазоне этих значений, и они служат разумной основой для того, чтобы начать думать о том, какие свойства среды необходимы для поддержания жизни.

К счастью, ученые также собрали данные о формах жизни, которые процветают в экстремальных условиях каждого из этих шести факторов. Из Serpentinomonas sp. B1, которые могут выживать при pH до 12,5, до Thermococcus piezophilus CDGS, которые могут выдерживать давление до 125 МПа, земные экстремофилы дают хорошее представление о том, с чем может бороться жизнь на других планетах. Используя максимумы и минимумы выбранных ими факторов, ученые смогли определить границы, которым должна соответствовать окружающая среда, чтобы поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем.

Это окружение было следующим, на что обратили внимание ученые. Они составили список из шести потенциально биологически интересных сред, в которых была обнаружена жизнь на Земле, а затем определили диапазоны шести факторов окружающей среды в каждой из этих сред на Земле. В список были включены: Ледяные полюса, Поверхностный континент, Подповерхностный континент, Подповерхностные льды, Окружающий океан, Глубоководное дно океана и Гидротермальные жерла. Каждая из этих сред на Земле содержит жизнь в той или иной форме, поэтому авторы утверждают, что они могли бы сделать это и в каком-то другом мире.

Предоставлено: Universe Today

Чтобы найти самые обитаемые места в Солнечной системе, исследователи просмотрели список миров Солнечной системы. Они исключили большинство из них на основе выброса одного или нескольких факторов окружающей среды, которые они определили как важные для биологической жизни. Однако в конце их ликвидации у них осталось семь потенциально обитаемых миров: Марс, Европа, Энцелад, Титан, Ганимед, Каллисто и (несколько неожиданно) Плутон.

После выбора всех вариантов авторы перешли к этапу сбора данных. Они собрали столько данных, сколько смогли найти, о каждом моменте среды, обнаруженном в каждом из миров. Однако не каждый мир благословлен каждой из этих сред. Например, на Марсе нет известных нам гидротермальных источников. Однако это не означает, что другие среды на Красной планете не подходят для астробиологии.

Собрав все возможные данные, они сравнили эти данные с диапазоном, определяемым тем, сможет ли микроб выдержать ряд факторов окружающей среды, которым он будет подвергаться в данной среде, и таким образом получили MHI. Лучший способ обобщить результаты их расчетов — составить таблицу, показывающую количество факторов окружающей среды, которые попадают в диапазон обитаемости экстремофилов для каждой из шести сред, выбранных в рамках исследования. Таблица воспроизводится ниже.

Таблица из статьи, показывающая обитаемость шести различных сред в шести разных мирах, которые авторы выбрали как наиболее пригодные для жизни. Кредит: Арти и др.

Знаменатель в каждой из записей означает, сколько факторов окружающей среды исследователи могли найти данные. Если число меньше шести, исследователи не смогли найти данные по одному или нескольким факторам. Числитель в каждой дроби — это количество тех факторов окружающей среды, которые лежат в пределах обитаемости окружающей среды для каждого из них. Так, например, значение 1/4 в строке «Подповерхностный лед» столбца «Титан» означает, что были доступны точки данных для четырех из шести факторов окружающей среды и что один из этих факторов окружающей среды находился в пределах, установленных минимальным и максимальным значениями. условий жизни экстремофилов.

Диаграмма ясно показывает, что наиболее вероятным местом, где может существовать жизнь в Солнечной системе, является система гидротермальных источников Энцеладея, которая оценивается пятью из пяти возможных факторов окружающей среды — в ней отсутствуют данные об ионизирующей радиоактивности. Но ледяная луна не одна находится в верхней части потенциально обитаемого списка. На Марсе и Европе обитает среда, которая может быть пригодной для жизни, хотя другие кандидаты в списке кажутся менее подходящими.

Кредит: Вселенная сегодня

В конце концов, есть серия миссий, которые будут сосредоточены на поиске любой микробной жизни, которая может существовать во многих из этих мест, включая миссию Europa Clipper и миссию Mars Sample Return. Эта статья дает еще одну причину, по которой у Энцелада должна быть собственная миссия в работах. Но на данный момент наличие структуры, которая позволяет исследователям и инженерам сосредоточить свои усилия на наиболее вероятных местах, где можно найти одно из самых востребованных открытий в истории человечества, поможет сосредоточить их усилия. Возможно, что-то из этого выйдет в долгосрочной перспективе.