В поисках планет: Наука - Обнаружение жизни

Поиски признаков жизни

Если мы обнаружим планеты, напоминающие Землю, около звёзд, сходных с Солнцем, мы окажемся перед ещё более важным вопросом: Есть ли на них жизнь?

Целью TPF (Terrestrial Planet Finder, Детектор планет земного типа) является поиск следов крупномасштабного воздействия жизни на химию планеты. Анализируя инфракрасное излучение при помощи TPF, астрономы ищут такие атмосферные газы, как углекислый газ, водяной пар и озон. Вместе с данными о температуре и радиусе обнаруженной планеты, эта информация позволит астрономам определить, какие планеты пригодны для жизни, или даже обнаружить следы этой жизни.

Самые лучшие кандидаты для более пристального изучения должны находиться в обитаемой зоне. Это область вокруг центральной звезды, где на поверхности планет может существовать вода в жидком состоянии. Если планета слишком горячая, то вода испаряется и улетучивается из атмосферы. Если планета слишком холодная, то вода замерзает. Любой из этих вариантов приводит к тому, что планета становится весьма неприветловой для жизни. Обитаемя зона для нашего Солнца находится между Венерой и Марсом.

По следам озона

Существование большого количества кислорода в атмосфере планеты может само по себе служить важным индикатором наличия жизни. В земной атмосфере кислород воспроизводится путём фотосинтеза, процесса, при котором зелёные растения и некоторые другие организмы, используя солнечный свет, преобразуют углекислый газ и воду в углеводы. Далее, молекулы кислорода не просто накапливаются в атмосфере, а соединяются с молекулами другого типа в процессе окисления. Таким образом, планета с атмосферой, насыщенной кислородом (такая как Земля), должна иметь источник, восполняющий убыль кислорода(например жизнь).

Однако, нам известны и небиологические процессы, которые также могут приводить к образованию кислородной атмосферы. Необратимый парниковый эффект на Венере - пример такого процесса. Другой пример - замёрзшая планета, похожая на Марс, достаточно большая, чтобы удержать кислород.

Так что, обнаружение одного лишь кислорода - несмотря на всю свою важность - не может служить бесспорным индикатором наличия жизни. Кроме того, кислород не имеет спектральных линий поглощения, которые было бы легко наблюдать в инфракрасном диапазоне. Однако, озон, разновидность кислорода такие линии имеет. Обнаружение озона, соседствующего с восстановительными газами, такими как оксиды азота или метан, может служить убедительным свидетельством того, что планета не только пригодна для жизни, но и, возможно, уже обитаема.

Такие признаки не могут рассказать нам об уровне развития обнаруженной жизни - это могут быть как водоросли, так и развитая цивилизация. А может быть жизнь возможна на планетах, где нет кислорода. Возможно существует фотосинтез на основе другого элемента, например, серы вместо кислорода. Во время поиска жизни мы должны по новому взглянуть на свои представления о том, что такое жизнь.

Что будет после TPF

Открытия, сделанные TPF, возможно приведут к запуску следующей миссии под названием Life Finder (Детектор Жизни). Как и предшественник, Life Finder будет состоять из множества телескопов, летающих в определённом порядке. Телескопы будут собирать инфракрасное излучение для получения спектров атмосфер далёких планет с высоким разрешением.

Учёные смогут использовать эту информацию для более тщательного поиска признаков биологической активности, таких как сезонные колебания уровня метана и других газов, изменения состава атмосферы и спектральные изменения в превалирующей биомассе.

Во время поисков жизни мы не должны забывать историю Земли, единственного известного нам места, где развилась жизнь. Простейшие формы жизни существовали здесь задолго до того, как в атмосфере стало много кислорода, что способствовало расцвету многоклеточных организмов. Исследования НАСА по астробиологии расширят наши знания о "признаках жизни", которые проявляются на разных стадиях истории планеты, а также о признаках, свидетельствующих о наличии химических процессов которые идут не совсем так, как на нашей планете. Эти догадки увеличат наши шансы обнаружить жизнь, если мы когда-либо наткнёмся на неё.