В течение последних 20 лет космические аппараты НАСА занимались поиском потенциально пригодных условий для обитания в Солнечной системе и за ее пределами. Аппарат на Марсе нашел доказательства того, что ранее на планете были озера и ручьи, защищенные когда-то плотным атмосферным слоем. На луне Сатурна Энцеладе корабль Кассини заметил водные струи, высвобожденные из ледяного слоя. Будущая европейская миссия Clipper может провести аналогичные исследования на спутнике Юпитера Европе, где заметили еще больше струй. Даже за пределами нашей системы есть тысячи чужих миров с поверхностными океанами.
Следующим шагом в изучении чужеродной среды будет выяснение, действительно ли они годятся для жизни, а уж потом следует приступать к поискам. К сожалению, сейчас нет простого метода обнаружения жизни. Камере не удается захватить растущий маркер бактерий на марсианской скале или под льдом Энцелада, так что приходится использовать набор инструментов и различные данные для поиска биомаркеров.
Но какими будут признаки жизни? Чтобы это понять, ученые НАСА создали «Лестницу обнаружения жизни», где каждая ступенька выступает ключевым атрибутом жизни.
Биосигналы «лестницы»
Лестница вмещает 15 особенностей, которые ученые определяют в качестве индикаторов жизни. Также она описывает, как именно исследователи смогут измерять эти особенности и понимать, действительно ли они являются свидетельством жизни.
Вся известная нам жизнь нуждается в сложных органических молекулах и использует аминокислоты – две особенности в лестнице. Но их обнаружение не доказывает тот факт, что они произведены живыми организмами. К примеру, многие химические реакции на планете создают аминокислоты и прочие органические молекулы.
Показателями могут быть целевые молекулы, обнаруженные в уникальных пропорциях по сравнению с ожидаемыми уровнями в окружающей среде. Другие биосигналы включают пигменты, признаки метаболизм (например, отработанное тепло) или даже признаки эволюции Дарвина.
Экологический контекст
Далее нужно понять: могут ли ученые измерить эти биосигналы удаленно и на месте? Суть заключается не только в эффективности прибора, но и исключения фактора загрязнения образцов молекулами, приносимыми с Земли. Исследователям нужно также учитывать экологический контекст. Насколько хрупкий образец? Может ли анализ его уничтожить? Влияет ли среда химически на образец?
Лестница дает ответы на каждую биоцензуру, основываясь на опыте, полученном в поиске марсианской жизни или в древних земных породах в наиболее экстремальных условиях. Оказалось, что более легкие измерения (нижние ступени) сложнее интерпретировать, чем высшие ступени. Авторы напоминают, что их «Лестница» – мобильный инструмент и может меняться/дополняться с получением новых данных.