В научной фантастике поиск внеземной жизни часто выглядит просто: направил телескоп на далекую планету, обнаружил необычный газ в её атмосфере – и вот оно, доказательство существования пришельцев! Однако реальность оказывается куда сложнее, и последние события заставляют учёных серьёзно усомниться в надежности такого подхода.
Содержание
Венерианский урок
В 2020 году научное сообщество всколыхнула сенсация: в атмосфере Венеры обнаружили фосфин – газ, который, как считалось тогда, может производиться только живыми организмами. The New York Times поспешила сообщить, что единственным объяснением присутствия этого химического соединения может быть наличие жизни.
Однако радость оказалась преждевременной. Спустя годы учёные всё ещё спорят о том, есть ли вообще фосфин на Венере, не говоря уже о его возможном биологическом происхождении. Более того, с тех пор было открыто несколько небиологических способов образования фосфина, включая вулканическую активность. Вулканы могут выбрасывать химические соединения – фосфиды, которые, реагируя с сернистым газом в атмосфере Венеры, способны образовывать фосфин.
Математика неопределенности
Когда ученые обнаруживают потенциальный признак жизни на далекой планете, они используют теорему Байеса для расчёта вероятности существования там жизни.
Формула Байеса в контексте поиска биосигнатур включает несколько ключевых компонентов:
- Априорная вероятность существования жизни на исследуемой планете (P(life))
- Вероятность наблюдения конкретной биосигнатуры при наличии жизни (P(signal|life))
- Вероятность появления такого же сигнала без участия живых организмов (P(signal|no life))
Итоговая формула выглядит так:
P(life|signal) = P(life) × P(signal|life) / [P(life) × P(signal|life) + P(no life) × P(signal|no life)]
Формула учитывает три ключевых фактора.
Первый – вероятность зарождения жизни на данной планете, учитывая все известные о ней данные. Второй – вероятность того, что эта жизнь, если она существует, создаст именно те химические следы, которые мы наблюдаем. Третий фактор – вероятность того, что наблюдаемый сигнал может быть произведен безжизненной планетой.
По словам астробиологов Коула Мэтиса из Университета штата Аризона и Харрисона Смита из Токийского технологического института, все эти факторы несут значительную неопределенность. Особенно проблематичен третий фактор – его значение может варьироваться от нуля до единицы.
Загадка K2-18 b
Космический телескоп Джеймса Уэбба, запущенный в 2021 году, недавно передал данные об атмосфере экзопланеты K2-18 b, которая по размеру находится между Землей и Нептуном. В 2023 году в её атмосфере были обнаружены слабые признаки присутствия диметилсульфида (ДМС) – вещества, которое на Земле производится морскими организмами.
Исследователи, обнаружившие ДМС, предположили, что K2-18 b может быть “водным миром” с пригодным для жизни океаном на поверхности. Однако другие учёные, анализируя те же данные, приходят к выводу, что планета скорее напоминает негостеприимный газовый гигант, подобный Нептуну.
Проблема “непродуманных альтернатив”
Философ науки Питер Викерс называет главную проблему “непродуманными альтернативами”: как мы можем быть уверены, что исключили все возможные небиологические объяснения присутствия того или иного газа, если геология и химия экзопланет остаются для нас почти такой же загадкой, как и сама внеземная жизнь?
“Постоянно исследуются новые идеи, и может существовать какой-то абиотический механизм, о котором мы просто ещё не догадались”, – поясняет Викерс.
От одиночных признаков к комплексному подходу
История поиска биосигнатур показывает, как быстро могут меняться научные представления. Кислород долгое время считался надёжным признаком жизни, пока в 2010-х годах исследователи, включая Викторию Медоуз из Виртуальной планетарной лаборатории НАСА, не обнаружили способы его накопления на безжизненных планетах. Например, кислород может образовываться из сернистого газа, которого много на таких разных мирах, как Венера и спутник Юпитера Европа.
Сегодня ученые отказались от идеи, что какой-то отдельный газ может быть надёжным признаком жизни. Вместо этого они ищут “ансамбли” – комбинации газов, которые теоретически не могут сосуществовать без участия живых организмов. Лучшим примером считается сочетание кислорода и метана: метан быстро разрушается в богатой кислородом атмосфере, и только постоянное восполнение обоих газов биосферой позволяет им сосуществовать.
“Нет никакого способа быть уверенным, что то, что мы видим, на самом деле является следствием жизни, а не следствием какого-то неизвестного геохимического процесса”, — сказал Смит.
“JWST — это не детектор жизни. Это телескоп, который может сказать нам, какие газы находятся в атмосфере планеты”, — добавил Мэтис.
Научная осторожность и общественное мнение
Сара Ругхаймер, астробиолог из Йоркского университета, изучающая атмосферы экзопланет, настроена более оптимистично. “Я бы первая открыла бутылку очень дорогого шампанского, если бы мы обнаружили кислород, метан, воду и углекислый газ на экзопланете”, – говорит она. Однако праздновать открытие в частном порядке – это одно, а объявлять миру об обнаружении инопланетной жизни – совсем другое.
Исследователи обеспокоены тем, как правильно информировать общественность о неопределенности в области поиска биосигнатур. Они опасаются, что частая смена научных интерпретаций может подорвать доверие общества к науке. В 2021 году, на пике дискуссии о фосфине на Венере, администраторы НАСА призвали астробиологическое сообщество установить строгие стандарты достоверности при обнаружении биосигнатур.
Путь вперед через неопределенность
“Мы до сих пор не знаем, что, чёрт возьми, происходит на Венере, поэтому, конечно, ситуация кажется безнадёжной”, – говорит астрохимик Клара Соуза-Силва из колледжа Барда, эксперт по фосфину, участвовавшая в его обнаружении на Венере. Но она видит в этом и позитивный момент: противоречия вокруг биосигнатур возродили интерес к изучению нашей космической соседки после десятилетий пренебрежения.
В ближайшие десятилетия планируется не менее пяти миссий к Венере. Эти исследования помогут не только разобраться с возможными абиотическими источниками фосфина, но и лучше понять нашу сестру-планету в целом.
Как отмечает Харрисон Смит, важно, чтобы люди лучше понимали, как работает наука: “Нормально обновлять наши знания”. А Викерс и Смит подчеркивают, что даже смелые заявления о биосигнатурах, даже если они потом не подтверждаются, стимулируют ученых искать новые объяснения и продвигать науку вперёд.
Возможно, именно лучшее понимание процессов на близких к нам планетах станет ключом к надежному поиску признаков жизни на далеких мирах. А пока что телескоп Джеймса Уэбба и будущие миссии продолжат собирать данные, постепенно приближая нас к ответу на один из главных вопросов человечества: одни ли мы во Вселенной?
Читайте также: Инопланетные цивилизации могут быть слишком развитыми, чтобы мы их заметили
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.