Роль химии в поисках жизни за пределами Земли
Исследователи из Университета штата Вашингтон разработали компьютерную модель, которая воспроизводит Землю без присутствия живых организмов. Эта модель помогает понять происхождение атмосферных газов на отдалённых планетах и отличить биологические маркеры от естественных геологических явлений. Воссоздание химических процессов охватывает период в пять миллиардов лет — от 4,5 миллиардов лет назад до 500 миллионов лет в будущем.
Что представляет собой новая модель
Система моделирует обмен веществ между ядром, мантией, корой, поверхностью и атмосферой планеты, исключая влияние живых существ. В ней учитываются 19 параметров, включая теплоперенос через мантию. Руководитель проекта Саманта Гилберт-Джанизек расширила предыдущую разработку лаборатории профессора Рори Барнса, которая изначально охватывала только внутренние слои планеты и воздействие звёздного излучения, без симуляции поверхности и атмосферы.
Сегодня астрономы обнаружили свыше 6000 экзопланет вне Солнечной системы и активно изучают их атмосферу, чтобы найти газы, наводящие на мысль о присутствии жизни. Например, одновременное существование кислорода и метана на Земле связано с биологической активностью. Однако такие газы могут возникать и в результате геологических процессов без участия живых организмов. Новая модель даёт возможность проверить, действительно ли природные процессы способны создавать подобные атмосферные условия.
Разработчики могут адаптировать модель под другие каменистые экзопланеты и сопоставлять результаты с астрономическими данными. Если симуляция объясняет состав атмосферы без учёта жизни, это свидетельствует о её абиотическом происхождении. В противном случае планета становится приоритетной целью для дальнейших исследований. Такой подход важен для планируемых космических миссий, включая телескоп NASA Habitable Worlds Observatory, который будет искать пригодные для жизни миры у соседних звёзд.
На данный момент ни одной обитаемой экзопланеты обнаружено не было, и наличие внеземной жизни остаётся неподтверждённым. Главная задача учёных — улучшить методы различения биологических сигналов и естественных геологических процессов, что значительно повысит эффективность поиска жизни за пределами Земли.
Эта модель является важным вкладом в астрофизику и исследование внеземной жизни, поскольку она позволяет сосредоточиться именно на геологических источниках атмосферных газов, имитирующих биологические. Благодаря этому учёные смогут более точно определять, какие экзопланеты заслуживают первоочерёдного внимания в последующих наблюдениях.
В то время как новая модель помогает исследовать атмосферные условия экзопланет, ученые также ищут альтернативные способы обнаружения внеземных сигналов. Например, предложенный метод обнаружения сигналов по мерцанию может стать важным дополнением к текущим исследованиям. Это подчеркивает разнообразие подходов в стремлении найти признаки жизни за пределами нашей планеты.