Una receta nueva búsqueda de vida extraterrestre

Para la mayoría de las especies de vida en el universo de oxígeno puede ser veneno mortal. Pero, por extraño que parezca, se puede simplificar en gran medida la búsqueda de una vida para los astrobiólogos. Imagine que se obtiene en la máquina del tiempo, que no sólo será capaz de viajar para los mil millones de años, sino también a superar las metas de luz en el espacio, todos con el fin de encontrar la vida en el universo. ¿Por qué le iniciar la búsqueda? recomendaciones de los científicos pueden sorprender.

En un primer momento, se piensa que la vida puede ser similar a la vida en la tierra familiar: hierba, árboles, animales retozando en el riego bajo el cielo azul y el sol amarillo. Pero este es el tren equivocado de pensamiento. Los astrónomos, la realización de un censo de los planetas de la Vía Láctea, se inclinan a creer que existe una gran parte de la vida en el universo de mundos que orbitan alrededor de estrellas enanas rojas, que son más pequeños, pero más numerosos que las estrellas como nuestro sol. En parte debido a esta abundancia de astrónomos debe estudiarlos con toda diligencia. Tomemos, por ejemplo, una enana roja TRAPENSE-1, que está a sólo 40 años luz de distancia. En 2017, los astrónomos descubrieron que gira en torno a por lo menos siete planetas similares a la Tierra. Muchos de los nuevos observatorios - encabezados por James Telescopio de la NASA estrella Webb Space - comenzará a funcionar en 2019 y será capaz de explorar los planetas TRAPENSE-1 del sistema, así como muchos otros planetas en estrellas enanas rojas en busca de vida.

Mientras tanto, nadie sabe con certeza que se encuentra visitando uno de estos mundos extraños en su máquina del espacio-tiempo, pero si el planeta es similar a la Tierra, es probable que se encuentran los microbios, en lugar de la megafauna atractivo. Un estudio publicado el 24 de enero en la ciencia avanza, demuestra que este curioso hecho puede significar para buscar extraterrestres. Uno de los autores de David Katling, químico atmosférico en la Universidad de Washington en Seattle, se ve en la historia de nuestro planeta, para desarrollar una nueva receta para buscar vida unicelular en mundos distantes en un futuro próximo. ¿Quién en la Tierra la mayor parte de la vida microbiana es, y una cuidadosa lectura de datos fósiles y geoquímica muestra al mundo que siempre ha sido. Organismos como animales y plantas -, así como el oxígeno que producen estas plantas a los animales que respiraron - un fenómeno relativamente nuevo que surgió en la segunda mitad de mil millones de años. Antes de eso, de los cuatro mil millones de años de historia de la Tierra, los primeros dos mil millones de años de nuestro planeta se lleva a cabo como un "fangoso del mundo" bajo el control de bacterias consumidores de metano para los que el oxígeno no era un gas que da la vida y el veneno mortal. El desarrollo de cianobacterias fotosintéticas determina el destino de los siguientes dos mil millones de años de edad, y los microbios "metanogenovye" fueron conducidos a los lugares oscuros donde no podía conseguir el oxígeno - cuevas subterráneas, pantanos profundos y otras áreas oscuras en las que viven en la actualidad. Las cianobacterias gradualmente Plantemos para el planeta, llena lentamente la atmósfera con oxígeno y sentó las bases para el mundo moderno. Si usted ha visitado nuestro planeta en su coche, todos esos años, nueve de cada diez veces se encuentra sólo vidas de algas unicelulares y arriesgado para sofocar en el aire pobre en oxígeno.

Esto crea dificultades para los científicos que esperan usar el telescopio James Webb (en lugar de una máquina del tiempo) para buscar otros mundos a la vida. Las moléculas en la atmósfera del planeta pueden absorber estrella luz transmitida, por lo que las impresiones de la luz producida, que puede detectar astrónomos. La abundancia de oxígeno en la atmósfera del planeta - uno de los signos más evidentes de una vida posible, porque creamos que sin la biología no es muy fácil. Según astrobiólogos, el gas altamente reactivo puede ser "biofirmas" debido a altas concentraciones que es "fuera de equilibrio" con el medio ambiente. Oxígeno, por regla general, se cae del aire en forma de óxido y otras oxidaciones en los metales, y no se mantiene en el estado gaseoso, por lo que si una gran cantidad de algo - posiblemente la vida fotosintética - debe reponer constantemente. Pero si tomamos como ejemplo de nuestro planeta, los astrobiólogos reconocen que el oxígeno puede ser el último que van a encontrar - la genética dice que el complejo de la fotosíntesis del proceso de producción de oxígeno fue inventado por las cianobacterias como una innovación evolutiva inusual que se ha encontrado una sola vez durante la larga historia de la Tierra la biosfera. En consecuencia, cualquier cazador de vida en otros planetas podría ver a través de la lente del telescopio es probable planeta anóxica. ¿Qué otras firmas biológicas puede buscar un cazador? En la actualidad, la mejor manera de encontrar la respuesta - volver en nuestra máquina del tiempo. Sólo que esta vez va a ser el modelo de computadora virtual, que se sumerge en las profundidades inaccesibles del pasado de la Tierra anóxica (o presente mundo extraño), la exploración de la posibilidad de la química del gas en la atmósfera y el océano, lo que podría tener lugar. Utilizando datos de las viejas piedras y otros modelos para la selección de las mejores suposiciones acerca de la química del medio ambiente de la Tierra hace tres mil millones de años, la computadora puede ver los evidentes desequilibrios - posibles firmas biológicas. En realidad, lo hizo Katling trabajar con Joshua Krissansen-Totton y Stephanie Olson, de la Universidad de California en Riverside.

Su "máquina del tiempo" es una aproximación numérica de la enorme volumen de aire atrapado en una caja transparente con un gran océano abierto en la parte inferior de la caja; el ordenador simplemente calcula los gases contenidos en el cuadro reaccionará y se mezclan con el tiempo. En última instancia, los gases que interactúan utilizado todos los "energía libre" en la caja y alcanzado el equilibrio - cuando la reacción requerirá energía adicional desde el exterior, como agotada soda. Comparando el cóctel de gases de escape de una mezcla ocupado, encerrado en una caja en un principio, los científicos pueden calcular con precisión cómo y cuando la atmósfera del mundo estaba en equilibrio. Este enfoque puede reproducir el ejemplo más evidente de desequilibrio atmosférica que existe en nuestro planeta - la presencia de oxígeno y metano rastros. la química simple muestra que estos gases no tienen que coexistir durante mucho tiempo, pero que coexisten en el mundo que deja claro que algo respira y vive en nuestro planeta. Pero sin modelo de oxígeno mostrará un comportamiento completamente diferente de la antigua Tierra. "Nuestro estudio proporciona la respuesta" a la pregunta, cómo encontrar la vida anóxica en planetas similares a la Tierra, dice Katling. La mayor parte de la vida es simple - como las bacterias - y la mayoría de los planetas aún no han alcanzado la etapa de oxígeno en la atmósfera saturada. La combinación de dióxido de carbono relativamente común y metano (en ausencia de monóxido de carbono) - es biofirmas tal mundo.

Krissansen-Totton explica con más detalle: "La presencia de metano y dióxido de carbono al mismo tiempo - un fenómeno inusual, porque el dióxido de carbono - es el estado oxidado de carbono y metano (que consiste en el átomo de carbono unido a cuatro átomos de hidrógeno), - por el contrario. Realizar estas dos formas extremas de oxidación en la atmósfera, al mismo tiempo, es muy difícil en la ausencia de vida ". Sólido planeta océano y más de 0, 1% de metano en la atmósfera deben ser considerados como planeta potencialmente habitable, los científicos creen. Y si el metano en la atmósfera alcanza el nivel del 1% y superior, en este caso el planeta no va a "potencialmente" y "más probable" habitable.

Jim Fundición, químico atmosférico en la Universidad de Pensilvania, dice que estos resultados son "en la pista", a pesar del hecho de que "la idea de que el metano puede ser biofirmas en la atmósfera anóxica, relativamente antigua."

Además, Katling y sus colaboradores encontraron su firma metano debe mostrar en sí, y cómo distinguirla de fuentes no vivos. En su modelo, el metano en la atmósfera del tipo planeta tierra generalmente anoxid hacerse reaccionar con dióxido de carbono, que todavía está en el aire, mezclado con nitrógeno y vapor de agua, derramamiento lluvia de compuestos pesados. Otros cálculos mostraron que no hay abióticos (es decir, no estar) fuentes de metano en el planeta sólido no puede producir suficiente gas para evitar que - si se trata de la contaminación volcánica, reacciones químicas en las rejillas de ventilación de aguas profundas y hasta la caída del asteroide. Sólo viven bacterias alimentación de la población en el gas metano puede ser explicado. Más importante, incluso si las fuentes abióticas proporcionan suficiente metano, que casi inevitablemente se producen una gran cantidad de monóxido de carbono - un gas que es venenoso para los animales, pero es muy querido por muchos microbios. Sin embargo, el metano y dióxido de carbono, en ausencia de monóxido de carbono, en un sólido planeta océano bien puede ser interpretado como un signo de vida, no es dependiente de oxígeno. Esta es una buena noticia para los astrónomos. Telescopio James Webb apenas capaz de detectar directamente la presencia de oxígeno en cualquier planeta potencialmente habitable, que verá en el curso de su misión. A medida que sus ojos pueden distinguir la luz visible, pero no ven la radio o los rayos X, la visión de Webb se encuentra en un espectro infrarrojo - espectro, que es ideal para el estudio de antiguas estrellas y galaxias, pero muy por debajo de las líneas de absorción de oxígeno, en el que se encuentran dispersos y raros . Algunos científicos temen que la búsqueda de vida tendrá que esperar hasta que otros telescopios, más capaces. Pero mientras que Webb no puede ver fácilmente el oxígeno, sus ojos infrarrojos pueden ver perfectamente síntomas de una vida libre de oxígeno. Telescopio capaz de detectar simultáneamente metano, dióxido de carbono y monóxido de carbono en la atmósfera de ciertos planetas cerca de enanas rojas. Por ejemplo, en el sistema del TRAPPIST-1.

Sin embargo, Webb es poco probable que hacer frente a la parte más importante de los criterios Katlinga - la definición de la cantidad relativa de cada gas - y no puede entender, por ejemplo, si el metano producido en un solo planeta Vulcano o microbios pedos. Es poco probable que Webb anoxid biosfera en cualquier planeta bajo un sol rojo.

Lo que es más importante. La vida es más importante buscar que el oxígeno.