Одиноки ли мы во Вселенной? НАСА призывает к новой структуре

Одиноки ли мы во Вселенной? НАСА призывает к новой структуре

Одиноки ли мы во Вселенной? НАСА призывает к новой структуре

Blog Article

Как мы понимаем значение новых научных результатов, связанных с поисками жизни? Когда мы сможем сказать: «Да, внеземная жизнь была найдена?»


Ученые НАСА призывают научное сообщество к созданию новой основы, обеспечивающей контекст для открытий, связанных с поисками жизни. В статье в журнале Nature они предлагают создать шкалу для оценки и объединения различных линий доказательств, которые в конечном итоге приведут к ответу на главный вопрос: одни ли мы во Вселенной?


В новой статье под руководством Джима Грина, главного научного сотрудника агентства, группа НАСА предлагает образец шкалы, который можно использовать в качестве отправной точки для дискуссий между всеми, кто будет ее использовать, например, учеными и коммуникаторами. Они представляют себе шкалу, основанную на десятилетиях опыта в астробиологии, области, которая исследует происхождение жизни на Земле и возможности жизни в других местах.


«Такая шкала поможет нам понять, где мы находимся с точки зрения поиска жизни в определенных местах, а также с точки зрения возможностей миссий и технологий, которые помогают нам в этом поиске», - сказал Грин.


Шкала содержит семь уровней, отражающих извилистую сложную лестницу, ведущую к тому, чтобы ученые заявили, что нашли жизнь за пределами Земли. В качестве аналогии Грин и его коллеги указывают на шкалу уровня готовности технологий, систему, используемую в НАСА для оценки готовности космического корабля или технологии к полету. В этом спектре передовые технологии, такие как изобретательность вертолета Mars, начинаются как идеи и превращаются в тщательно проверенные компоненты исторических космических миссий.


Авторы надеются, что в будущем ученые отметят в опубликованных исследованиях, как их новые результаты астробиологии вписываются в такую ​​шкалу. Журналисты также могут ссылаться на такую ​​структуру, чтобы формировать ожидания публики в статьях о новых научных результатах, чтобы маленькие шаги не казались гигантскими скачками.


«До сих пор мы заставляли общественность думать, что есть только два варианта: жизнь или не жизнь», - сказала Мэри Войтек, руководитель программы астробиологии НАСА в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне и соавтор исследования. «Нам нужен лучший способ поделиться впечатлениями от наших открытий и продемонстрировать, как каждое открытие основывается на следующем, чтобы мы могли вовлечь общественность и других ученых в это путешествие».


Это захватывающе каждый раз, когда марсоход или орбитальный аппарат находит доказательство того, что когда-то на Марсе текла вода. Каждое новое открытие показывает нам, что прошлый климат Марса был похож на климат Земли, а красная планета когда-то могла поддерживать жизнь. Но это не обязательно означает, что там когда-либо проживали какую-либо жизнь или что сейчас там живет что-нибудь. Открытия каменистых планет, вращающихся вокруг звезд за пределами нашего Солнца, особенно тех, которые могут содержать жидкую воду на своей поверхности, также соблазнительны, но сами по себе не являются доказательством существования жизни за пределами Земли. Итак, как мы понимаем эти наблюдения в контексте?
Ученые строят лестницу, символизирующую поиск жизни за пределами Земли
Ученые всего мира сотрудничают, используя различные инструменты и методы, в поисках жизни за пределами Земли. Ученые НАСА предлагают шкалу для контекстуализации значимости новых результатов, связанных с этим поиском.
Кредиты: НАСА / Аарон Гронсталь


Вся наука - это процесс постановки вопросов, выдвижения гипотез, разработки новых методов поиска ключей и исключения всех альтернативных объяснений. Любое индивидуальное обнаружение не может быть полностью объяснено биологическим процессом и должно быть подтверждено последующими измерениями и независимыми исследованиями. Иногда возникают проблемы с самими инструментами. В других случаях эксперименты вообще ничего не дают, но все же предоставляют ценную информацию о том, что не работает или где не искать.


Астробиология ничем не отличается. Это поле задает одни из самых глубоких вопросов, которые может задать кто угодно, относительно нашего происхождения и места во Вселенной. По мере того как ученые узнают все больше и больше о том, какие типы сигналов связаны с жизнью в различных средах на Земле, они могут создавать и улучшать технологии, необходимые для поиска подобных знаков в других местах.


В то время как точные детали шкалы будут развиваться по мере взвешивания ученых, коммуникаторов и других, статья в Nature предлагает отправную точку для обсуждения.


На первом этапе шкалы, «уровне 1», ученые сообщают намёки на признаки жизни, такие как биологически значимая молекула. Примером может служить будущее измерение некой молекулы на Марсе, потенциально связанной с жизнью. Поднявшись на «уровень 2», ученые будут следить за тем, чтобы на обнаружение не влияли инструменты, загрязненные на Земле. На «уровне 3» они покажут, как этот биологический сигнал обнаруживается в аналоговой среде, такой как древнее дно озера на Земле, подобное месту посадки марсохода Perseverance, кратеру Джезеро.


Чтобы добавить доказательства к середине шкалы, ученые должны дополнить эти первоначальные обнаружения информацией о том, может ли окружающая среда поддерживать жизнь, и исключить небиологические источники. В частности, для Марса образцы, возвращенные с Марса, могут помочь добиться такого прогресса. Настойчивость скоро будет собирать и хранить образцы с целью будущей миссии, когда они вернутся. Поскольку разные команды на Земле будут иметь возможность независимо проверять намеки на жизнь в образцах Марса с помощью различных инструментов, комбинация их доказательств могла бы достичь «уровня 6», второй по величине ступени шкалы. Но в этом примере для достижения уровня 7, стандарта, по которому ученые будут наиболее уверены в том, что они обнаружили жизнь на Марсе, может потребоваться дополнительная миссия в другую часть Марса.


«Достижение наивысшего уровня доверия требует активного участия более широкого научного сообщества», - пишут авторы.


Эта шкала применима и к открытиям за пределами Солнечной системы. Считается, что количество экзопланет, планет за пределами Солнечной системы, превышает 300 миллиардов звезд в Млечном Пути. Но маленькие каменистые планеты труднее изучать издалека, чем газовых гигантов. Будущие миссии и технологии потребуются для анализа атмосферы планет размером с Землю с температурой, подобной земной, с получением достаточного количества звездного света для жизни, какой мы ее знаем. Космический телескоп Джеймса Уэбба, запускаемый в конце этого года, станет следующим большим достижением в этой области. Но, вероятно, потребуется еще более чувствительный телескоп, чтобы обнаружить комбинацию молекул, которые указали бы на жизнь.


Обнаружение кислорода в атмосфере экзопланеты, планеты за пределами нашей солнечной системы, было бы важным шагом в процессе поиска жизни. Мы ассоциируем кислород с жизнью, потому что он производится растениями, и мы дышим им, но есть также геологические процессы, которые производят кислород, поэтому он сам по себе не является доказательством существования жизни. Чтобы двигаться вверх по шкале, команда миссии могла продемонстрировать, что сигнал кислорода не был загрязнен светом, отраженным от Земли, и изучить химию атмосферы планеты, чтобы исключить геологическое объяснение. Дополнительные свидетельства существования среды, поддерживающей жизнь, такой как океан, подтвердили бы, что эта гипотетическая планета населена.


Ученые, изучающие экзопланеты, стремятся найти как кислород, так и метан, комбинацию газов в атмосфере Земли, указывающую на существование жизни. Поскольку эти газы приведут к реакциям, которые нейтрализуют друг друга, если не будут присутствовать оба биологических источника, обнаружение обоих было бы ключевой вехой «уровня 4».


Чтобы достичь уровня 5, астрономам потребуется второе, независимое обнаружение некоторого намёка на жизнь, такого как глобальные изображения планеты с цветами, напоминающими леса или водоросли. Ученым потребуются дополнительные телескопы или более длительные наблюдения, чтобы убедиться, что они нашли жизнь на экзопланете.


Авторы исследования подчеркивают, что масштаб не следует рассматривать как гонку к вершине. Шкала подчеркивает важность основы, которую закладывают многие миссии НАСА без прямого обнаружения возможных биологических сигналов, например, для характеристики окружающей среды на других планетных телах.


Предстоящие миссии, такие как Europa Clipper, орбитальный аппарат, направляющийся к ледяному спутнику Юпитера Европа в конце этого десятилетия, и Dragonfly, октокоптер, который будет исследовать спутник Сатурна Титан, предоставят жизненно важную информацию об окружающей среде, в которой однажды может быть найдена какая-то форма жизни.


«С каждым измерением мы узнаем больше о биологических и небиологических планетарных процессах», - сказал Войтек. «Поиск жизни за пределами Земли требует широкого участия научного сообщества и множества видов наблюдений и экспериментов. Вместе мы сможем стать сильнее в поисках намеков на то, что мы не одиноки ».


homsk

Report this page