Как обнаружить жизнь в облаках других миров
Плотная или даже полная облачность на экзопланете может помочь астрономам в поиске признаков жизни за пределами Земли.
Исследователи из Корнеллского университета создали первые спектры отражения — цветовой ключ — для разнообразных красочных микроорганизмов, обитающих в облаках над поверхностью Земли. Астрономы не знают, существуют ли эти бактерии в достаточном количестве в других частях Вселенной, чтобы их можно было обнаружить с помощью телескопов; на Земле их мало. Но теперь астрономы могут использовать этот цветовой ключ в поиске жизни за пределами нашего мира, что делает облака экзопланеты, наряду с её поверхностью и атмосферой, перспективной областью для поиска биосигнатур.
Облака как новые рубежи для биосигнатур
«Нахождение красочной жизни в атмосфере Земли открыло совершенно новую возможность для поиска жизни на других планетах», — говорит Лиза Кальтенеггер, соавтор исследования. «Теперь у нас есть шанс обнаружить жизнь, даже если небо экзопланеты затянуто облаками. Мы думали, что облака скроют от нас жизнь, но, к удивлению, они могут помочь нам её найти».
Со спектрами астрономы смогут искать признаки жизни на экзопланетах с плотной или даже 100% облачностью.
Сбор и анализ атмосферных микробов
Цветные микробы, спектры которых изучила ведущий автор Лигия Коэльо, редки в атмосфере Земли. Семь культур были собраны коллабораторами из Университета Флориды с помощью латексного зондирующего аэростата в нижних слоях стратосферы, на высоте от 21 до 29 километров.
Коэльо вырастила культуры, а затем проанализировала их спектры отражения в лаборатории. Само наличие спектров этих бактерий открывает новые способы поиска жизни. В их цветовых сигнатурах закодирована информация об условиях, в которых они живут, поскольку пигментация защищает организмы от таких факторов, как радиация, сухость или экстремальные температуры. Многие формы жизни, включая бактерии, производят пигменты для защиты от ультрафиолетовых лучей, что необходимо так высоко в атмосфере Земли.
Значение для будущих миссий телескопов
Моделируя возможные крайние условия, исследователи определили, что облачная планета с широко распространёнными цветными бактериями в облаках будет выглядеть значительно иначе, чем планета без них, что делает такие бактерии потенциально обнаруживаемой биосигнатурой.
Чтобы процветать в достаточной плотности для обнаружения, микробам нужны планеты с влажными условиями. Технологии телескопов также должны развиться. Осознание возможности искать жизнь на облачных мирах влияет на дизайн будущих телескопов, включая космическую обсерваторию NASA «Habitable Worlds Observatory», и на стратегии наблюдений для «Чрезвычайно большого телескопа» (ELT) Европейской южной обсерватории в Чили.
«Биопигменты имеют универсальный характер на нашей планете. Они дают нам инструменты для борьбы со стрессами, такими как радиация, сухость и нехватка ресурсов. Их производим мы, а также бактерии, археи, водоросли, растения, другие животные», — говорит Коэльо. «Это мощные биосигнатуры, и мы обнаружили новый способ искать их — через облака далёких миров. И если жизнь выглядит так, у нас наконец-то есть инструменты, чтобы распознать её».