Астробиология
Что изучает астробиология: условия для жизни, возраст жизни на Земле, органика в метеоритах, поиск следов жизни на Марсе, Энцеладе и у экзопланет.
Астробиология — наука о происхождении, развитии и распространении жизни во Вселенной. Она соединяет биологию, химию, геологию и астрономию. Пока известна жизнь только на одной планете, поэтому главные вопросы такие: как она возникла, насколько это обычное событие и по каким признакам её можно узнать на расстоянии.
Что нужно для жизни
Для жизни в том виде, какой мы знаем, нужны четыре вещи: - жидкий растворитель, чаще всего вода («Обитаемая зона»); - источник энергии: свет звезды, тепло недр или химические реакции; - химические элементы, прежде всего углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера; - стабильные условия на протяжении миллионов лет.
Как рано появилась жизнь на Земле
Земле около 4,54 миллиарда лет. Самые надёжные следы жизни — слоистые постройки микробов, строматолиты, в Западной Австралии, возрастом около 3,5 миллиарда лет. Есть и более древние химические признаки, возрастом 3,7 миллиарда лет и старше, но об их природе спорят. Значит, жизнь возникла быстро, как только планета остыла и на ней появились океаны. Это один из доводов, что на подходящих планетах она могла возникать и в других местах.
Откуда берётся органика
Сложные органические молекулы встречаются не только на Земле. В 1969 году в австралийском метеорите Мерчисон нашли десятки аминокислот. Автоматические станции «Хаябуса-2» и OSIRIS-REx привезли образцы астероидов Рюгу и Бенну: в них тоже есть аминокислоты и другие органические вещества. Такие вещества, видимо, образуются повсюду, где есть вода и камень, и могли попасть на молодую Землю с метеоритами. Но между органикой и жизнью — большая дистанция, и как она преодолевается, неизвестно.
Где искать
- Марс. Когда-то был тёплым и влажным. Марсоход Perseverance с 2021 года изучает озёрное дельтовое отложение в кратере Джезеро и собирает образцы. В 2024 году NASA назвала одну из пород «потенциальной биосигнатурой», но пока это только интересная находка, а не доказательство.
- Океаны под льдом. Европа и Энцелад хранят жидкую воду, а в выбросах Энцелада нашли органику, молекулярный водород и фосфаты («Океаны под льдом»).
- Титан. Метановые озёра и плотная атмосфера, но очень холодно. Если там есть жизнь, она устроена иначе («Титан и «Гюйгенс»»).
- Экзопланеты. Телескоп «Уэбб» изучает атмосферы планет у других звёзд («Экзопланеты»).
Как узнают жизнь на расстоянии
Ищут биосигнатуры, то есть газы, которые трудно объяснить без жизни. Например, сочетание кислорода и метана в атмосфере: они быстро реагируют, и постоянно сохраняться могут, только если что-то их пополняет. Но любые заявления требуют осторожности: в 2020 году сообщили о фосфине в облаках Венеры, но другие группы не подтвердили этот результат, а для планеты K2-18 b пока нет подтверждённых признаков диметилсульфида. Крупные открытия в этой области проверяют годами.
Живые организмы, которые приспособились к самым жёстким условиям на Земле, помогают понять границы возможного («Экстремофилы»).