Новият модел помага да се разбере кои отдалечени планети могат да бъдат домакини на живота

Търсенето на живот оттатък Земята е основен мотор на актуалната астрономия и планетарна просвета. Съединени американски щати построяват голям брой съществени телескопи и планетарни сонди, с цел да ускорят това търсене. Въпреки това, признаците на живот - наречени биосигнатури - които учените могат да намерят, евентуално ще бъдат сложни за пояснение. Да разберем къде тъкмо да се наподобява, също остава предизвикателство. 

Аз съм астрофизик и астробиолог с над 20 години опит в проучването на екстрасоларни планети - които са планети отвън нашата Слънчева система.

Моите сътрудници и създадох нов метод, който ще разпознава най -интересните планети или луни, с цел да търси живот и да помогне за тълкуването на евентуалните биосигнатури. Правим това, като моделираме по какъв начин другите организми могат да се оправят в разнообразни среди, осведомени от изследвания на границите на живота на Земята. 

Новите телескопи за търсене на живот

Астрономите създават проекти и технологии за все по -мощни галактически телескопи. Например, НАСА работи върху препоръчаната си обитаема обсерватория в света, която би направила Ultrasharp изображения, които непосредствено демонстрират планетите, които орбитират наоколо звезди. 

Моите сътрудници и аз създаваме друга идея, съзвездието на телескопа Nautilusspace, която е предопределена да учи стотици евентуално зелени планети, до момента в който минават пред своите домакини. Развитието им подтиква два значими въпроса: „ Къде да диря? “ и „ Дали средата, в която считаме, че виждаме признаци на живот в действителност обитаеми? “

Силно оспорваните изказвания за евентуални признаци на живот в Exoplanet K2-18B, оповестени през април 2025 година, и предходни сходни изказвания във Венера демонстрират какъв брой мъчно е да се разпознава изрично наличието на живот от отдалечени слизания. 

Кога е населен извънземният свят?

Оксфордските езици дефинират „ обитаемите “ като „ подобаващи или задоволително положителни, с цел да живеят. “ Но по какъв начин учените знаят какво е „ задоволително положително за живеене “ за извънземни организми? Може ли извънземните микроби да се разпадат в езера от кисела киселина или фригиден течен метан или да плуват във водни капчици в горната атмосфера на Венера?

За да бъде опростена, мантрата на НАСА е „ следвайте водата. “ Това има смисъл - водата е от значително значение за целия Земен живот, за който знаем. Планета с течна вода също би имала умерена среда. Не би било толкоз студено, че тя забавя химическите реакции, нито би било толкоз горещо, че да унищожи комплицираните молекули, нужни за живота.

Въпреки това, с бързо възходящите благоприятни условия на астрономите за характерности на непознатите светове, астробиолозите се нуждаят от метод, който е по-количествен и нюансиран от водата на водата или без вода. Проектът за извънземни земи, които управлявам, астробиологът Рори Барнс и аз работихме по този проблем с група експерти-астробиолози, планетарни учени, специалисти по екзопланети, еколози, биолози и химици-извлечени от най-голямата мрежа от екзопланети и астробиологични откриватели, откриватели на NASA за екзопланети, или некс, NASA за екзопланетични науки, или некс. 

Над стома сътрудници ни предоставиха хрумвания и постоянно се появяват два въпроса:

Първо, по какъв начин да разберем от какво се нуждае животът, в случай че не разбираме цялостния набор от извънземен живот? Учените знаят доста за живота на земята, само че множеството астробиолози са съгласни, че са вероятни по -екзотични типове живот - може би въз основа на разнообразни комбинации от химически детайли и разтворители. Как да определим какви условия могат да изискват тези други типове живот?

Второ, методът би трябвало да работи с непълни данни. Потенциалните места за живот оттатък Земята - „ екстрасоларни местообитания “ - са доста сложни за проучване непосредствено и постоянно невъзможни за посещаване и проба. 

Например, марсианската подземна повърхнина остава най -вече отвън нашия обхват. Места като Луната на Луната Европа на Юпитер и Луната на Сатурн Енцеладус и всички екстрасоларни планети остават на практика недостъпни. Учените ги учат индиректно, постоянно употребявайки единствено отдалечени наблюдения. Тези измервания не могат да ви кажат толкоз, колкото действителните проби биха.

За да утежни нещата, измерванията постоянно имат неустановеност. Например, може да сме единствено 88% уверени, че водната пара участва в атмосферата на екзопланета. Нашата рамка би трябвало да може да работи с дребни количества данни и да обработва неустановеност. And, we need to accept that the answers will often not be black or white.

A New Approach To Habitability

The new approach, called the quantitative habitability framework, has two distinguishing features: 

First, we moved away from trying to answer the vague “habitable to life ” question and narrowed it to a more specific and practically answerable question: Would the conditions in the habitat – as we know them – allow a specific (known Или въпреки всичко неизвестни) типове или екосистема, с цел да оцелеят? 

Дори на земята организмите изискват разнообразни условия, с цел да оцелеят - в Антарктида няма камили. Говорейки за съответни организми, ние улеснихме въпроса. Той съпоставя компютърните модели за пресмятане на вероятностния отговор. Вместо да приемем, че течната вода е основен ограничителен фактор, ние съпоставяме нашето схващане за изискванията, които организмът изисква („ моделът на организма “) с нашето схващане за изискванията, присъстващи в околната среда („ моделът на местообитанията “). 

И двете имат неустановеност. Нашето схващане за всеки може да бъде ненапълно. И въпреки всичко можем да се оправим с несигурността математически. Сравнявайки двата модела, можем да определим вероятността организмът и местообитанието да са съвместими. 

Като банален образец, нашият модел на местообитание за Антарктида може да съобщи, че температурите постоянно са под заледяване. И нашият модел на организъм за камила може да съобщи, че той не оцелява дълго при студени температури. Не е изненадващо, че вярно бихме планували съвсем нулева възможност, че Антарктида е положително местообитание за камили.

Имахме гърмеж, работещ по този план. За да проучим границите на живота, ние събрахме литературни данни за рискови организми, от инсекти, които живеят в Хималаите на огромна надморска височина и ниски температури до микроорганизми, които процъфтяват в хидротермални отвори на океанското дъно и се хранят с химическата сила. 

Ние изследвахме посредством нашите модели, без значение дали те могат да оцелеят в марсианската подземна повърхнина или в океаните на Европа. Също по този начин изследвахме дали морските бактерии, които създават О2 в земните океани, биха могли да оцелеят на известни екстрасоларни планети. 

Макар и обстоен и подробен, този метод прави значими опростявания. Например, той към момента не моделира по какъв начин животът може да оформи планетата, нито регистрира цялостния набор от хранителни субстанции, които организмите могат да се нуждаят. Тези опростявания са по дизайн. 

В множеството от средите, които учим сега, ние знаем прекомерно малко за изискванията, с цел да се пробва свястно такива модели - като се изключи някои тела на Слънчевата система, като Енцеладус на Сатурн. 

Рамката за количествена обитаемост разрешава на моя екип да дава отговор на въпроси като дали астробиолозите могат да се интересуват от подземно място на Марс, поради наличните данни или дали астрономите би трябвало да извърнат телескопите си на планета А или планета Б, до момента в който търсят живот. Нашата рамка е налична като компютърен модел с отворен код, който астробиолозите към този момент могат елементарно да употребяват и в допълнение да се развият, с цел да оказват помощ в актуалните и бъдещите планове.

Ако учените открият евентуален автограф на живота, този метод може да помогне за оценка дали средата, в която е открита, може в действителност да поддържа типа на живота, който води до открития автограф. 

Следващите ни стъпки ще бъдат да изградим база данни от наземни организми, които живеят в рискови среди и да показват границите на живота. Към тези данни можем да прибавим и модели за предполагаем извънземен живот. Интегрирайки тези в границите на количествената обитаемост, ние ще можем да изработим сюжети, да интерпретираме нови данни, идващи от други светове и да ръководим търсенето на подписи на живота оттатък Земята - в нашата Слънчева система и оттатък.

( Автори: Даниел Апай, помощник за проучвания и професор по астрономия и планета. Даниел Апай получава финансиране от НАСА, Фондация за Хайз-Симони, Министерство на защитата, Научен институт за галактически телескоп и Университета в Аризона и води до финансирания от НАСА Екип за астробиология на NASA, който е обвързван с това, че е обвързван с това, че е обвързвана с това, че той е обвързван с това, че той е обвързван с него. Лиценз за Creative Commons. Прочетете истинската публикация.