stringtranslate.com

Биосигнатура

Биосигнатура (иногда называемая химическим ископаемым или молекулярным ископаемым ) — это любое вещество, например, элемент, изотоп , молекула или явление  , которое предоставляет научные доказательства существования жизни на планете в прошлом или настоящем . [1] [2] [3] Измеримые атрибуты жизни включают ее физическую или химическую структуру, использование ею свободной энергии и производство биомассы и отходов .

В области астробиологии биосигнатуры используются в качестве доказательств для поиска прошлой или настоящей внеземной жизни.

Типы

Биосигнатуры можно разделить на десять основных категорий: [4]

  1. Изотопные паттерны: изотопные доказательства или паттерны, требующие биологических процессов.
  2. Химия : химические свойства, требующие биологической активности.
  3. Органическое вещество : органические вещества, образованные в результате биологических процессов.
  4. Минералы : Минералы или биоминеральные фазы, состав и/или морфология которых указывают на биологическую активность (например, биомагнетит ).
  5. Микроскопические структуры и текстуры: биологически образованные цементы, микротекстуры, микроископаемые остатки и пленки.
  6. Макроскопические физические структуры и текстуры: структуры, указывающие на микробные экосистемы, биопленки (например, строматолиты ) или окаменелости более крупных организмов.
  7. Временная изменчивость: изменения во времени состава атмосферных газов, отражательной способности или макроскопического внешнего вида, указывающие на присутствие жизни.
  8. Особенности отражения поверхности: крупномасштабные особенности отражения, обусловленные биологическими пигментами.
  9. Атмосферные газы: газы, образующиеся в результате метаболических процессов, которые могут присутствовать в масштабах всей планеты.
  10. Техносигнатуры : сигнатуры, указывающие на технологически развитую цивилизацию. [5]

Жизнеспособность

Определение того, является ли наблюдаемая особенность истинной биосигнатурой, является сложным. Существует три критерия, которым должна соответствовать потенциальная биосигнатура, чтобы считаться пригодной для дальнейшего исследования: надежность, выживаемость и обнаруживаемость. [6] [7] [8] [9]

Механизмы ложного срабатывания кислорода в различных сценариях планет. Молекулы в каждом большом прямоугольнике представляют основные факторы, вносящие вклад в спектр атмосферы планеты. Молекулы, обведенные желтым, представляют молекулы, которые помогли бы подтвердить ложный положительный биосигнал, если бы они были обнаружены. Кроме того, молекулы, перечеркнутые красным, помогли бы подтвердить ложный положительный биосигнал, если бы они не были обнаружены. Мультфильм адаптирован из исследования кислорода как биосигнала Виктории Медоуз 2018 года. [9]

Надежность

Биосигнатура должна быть способна доминировать над всеми другими процессами, которые могут производить подобные физические, спектральные и химические характеристики. При исследовании потенциальной биосигнатуры ученые должны тщательно рассмотреть все другие возможные источники рассматриваемой биосигнатуры. Известно, что многие формы жизни имитируют геохимические реакции. Одна из теорий происхождения жизни предполагает , что молекулы развивают способность катализировать геохимические реакции, чтобы использовать выделяемую ими энергию. Это некоторые из самых ранних известных метаболизмов (см. метаногенез ). [10] [11] В таком случае ученые могли бы искать неравновесие в геохимическом цикле, которое указывало бы на реакцию, происходящую чаще или реже, чем следовало бы. Такое неравновесие можно было бы интерпретировать как признак жизни. [11]

Выживаемость

Биосигнатура должна сохраняться достаточно долго, чтобы зонд, телескоп или человек могли ее обнаружить. Следствием использования биологическим организмом метаболических реакций для получения энергии является производство метаболических отходов . Кроме того, структура организма может сохраняться в виде окаменелости , и мы знаем, что некоторые окаменелости на Земле имеют возраст 3,5 миллиарда лет . [12] [13] Эти побочные продукты могут быть отличными биосигнатурами, поскольку они предоставляют прямые доказательства существования жизни. Однако для того, чтобы быть жизнеспособной биосигнатурой, побочный продукт должен впоследствии оставаться нетронутым, чтобы ученые могли его обнаружить.

Обнаруживаемость

Биосигнатура должна быть обнаруживаемой с помощью новейших технологий, чтобы быть значимой в научных исследованиях. Это кажется очевидным утверждением, однако существует множество сценариев, в которых жизнь может присутствовать на планете, но оставаться необнаружимой из-за ограничений, вызванных человеком.

Ложные срабатывания

Каждая возможная биосигнатура связана со своим собственным набором уникальных ложноположительных механизмов или небиологических процессов, которые могут имитировать обнаруживаемую особенность биосигнатуры. Важным примером является использование кислорода в качестве биосигнатуры. На Земле большая часть жизни сосредоточена вокруг кислорода. Он является побочным продуктом фотосинтеза и впоследствии используется другими формами жизни для дыхания. Кислород также легко обнаруживается в спектрах с несколькими полосами в относительно широком диапазоне длин волн, поэтому он является очень хорошей биосигнатурой. Однако обнаружения одного только кислорода в атмосфере планеты недостаточно для подтверждения биосигнатуры из-за связанных с ним ложноположительных механизмов. Одна из возможностей заключается в том, что кислород может накапливаться абиотически посредством фотолиза , если имеется низкий запас неконденсирующихся газов или если планета теряет много воды. [14] [15] [16] Обнаружение и различение биосигнатуры от ее потенциальных ложноположительных механизмов является одной из самых сложных частей тестирования на жизнеспособность, поскольку она опирается на человеческую изобретательность, чтобы сломать абиотически-биологическое вырождение, если природа это позволяет.

Ложные отрицательные результаты

В отличие от ложноположительных результатов, ложноотрицательные биосигнатуры возникают в сценарии, когда жизнь может присутствовать на другой планете, но некоторые процессы на этой планете делают потенциальные биосигнатуры необнаружимыми. [17] Это текущая проблема и область исследований в рамках подготовки к будущим телескопам, которые смогут наблюдать за экзопланетными атмосферами.

Ограничения человека

Существует множество способов, которыми люди могут ограничить жизнеспособность потенциальной биосигнатуры. Разрешение телескопа становится важным при проверке определенных ложноположительных механизмов, и многие современные телескопы не обладают возможностями для наблюдения с разрешением, необходимым для исследования некоторых из них. Кроме того, зонды и телескопы разрабатываются огромными коллективами ученых с различными интересами. В результате новые зонды и телескопы несут в себе множество инструментов, которые являются компромиссом для уникальных входов каждого. Для того, чтобы другой тип ученого обнаружил что-то, не связанное с биосигнатурами, может потребоваться жертва в способности инструмента искать биосигнатуры. [18]

Общие примеры

Геомикробиология

Электронная микрофотография микроископаемых из осадочного керна, полученного в ходе Программы глубоководного бурения

Древние записи на Земле дают возможность увидеть, какие геохимические сигнатуры производятся микробной жизнью и как эти сигнатуры сохраняются в течение геологического времени. Некоторые смежные дисциплины, такие как геохимия , геобиология и геомикробиология, часто используют биосигнатуры для определения того, присутствуют ли живые организмы в образце или присутствовали в нем. Эти возможные биосигнатуры включают: (a) микроископаемые и строматолиты ; (b) молекулярные структуры ( биомаркеры ) и изотопные составы углерода, азота и водорода в органическом веществе ; (c) множественные соотношения изотопов серы и кислорода в минералах; и (d) соотношения распространенности и изотопные составы металлов, чувствительных к окислительно-восстановительному потенциалу (например, Fe, Mo, Cr и редкоземельных элементов). [19] [20]

Например, конкретные жирные кислоты, измеренные в образце, могут указывать на то, какие типы бактерий и архей живут в этой среде. Другим примером являются длинноцепочечные жирные спирты с более чем 23 атомами, которые производятся планктонными бактериями . [21] При использовании в этом смысле геохимики часто предпочитают термин биомаркер . Другим примером является присутствие линейных липидов в форме алканов , спиртов и жирных кислот с 20–36 атомами углерода в почвах или отложениях. Торфяные отложения являются показателем происхождения из эпикутикулярного воска высших растений .

Жизненные процессы могут производить ряд биосигнатур, таких как нуклеиновые кислоты , липиды , белки , аминокислоты , керогеноподобный материал и различные морфологические особенности, которые можно обнаружить в горных породах и отложениях. [22] Микробы часто взаимодействуют с геохимическими процессами, оставляя особенности в записях горных пород, указывающие на биосигнатуры. Например, бактериальные микрометровые поры в карбонатных породах напоминают включения в проходящем свете, но имеют различные размеры, формы и узоры (закрученные или дендритные) и распределены иначе, чем обычные жидкие включения. [23] Потенциальная биосигнатура — это явление, которое могло быть создано жизнью, но для которого также могут быть возможны альтернативные абиотические источники.

Морфология

Некоторые исследователи предположили, что эти микроскопические структуры на марсианском метеорите ALH84001 могут быть окаменевшими бактериями. [24] [25]

Другой возможной биосигнатурой может быть морфология , поскольку форма и размер определенных объектов могут потенциально указывать на присутствие прошлой или настоящей жизни. Например, микроскопические кристаллы магнетита в марсианском метеорите ALH84001 [25] [26] [27] являются одной из самых долго обсуждаемых из нескольких потенциальных биосигнатур в этом образце. [28] Возможный биоминерал, изученный в марсианском метеорите ALH84001, включает предполагаемые микробные окаменелости , крошечные камнеподобные структуры, форма которых была потенциальной биосигнатурой, поскольку она напоминала известные бактерии. Большинство ученых в конечном итоге пришли к выводу, что они были слишком малы, чтобы быть окаменевшими клетками . [29] Консенсус, который возник в результате этих обсуждений и теперь рассматривается как критическое требование, заключается в необходимости дополнительных линий доказательств в дополнение к любым морфологическим данным, которые подтверждают такие необычные заявления. [1] В настоящее время научный консенсус заключается в том, что «одна только морфология не может быть однозначно использована в качестве инструмента для обнаружения примитивной жизни». [30] [31] [32] Интерпретация морфологии, как известно, субъективна, и ее использование само по себе привело к многочисленным ошибкам интерпретации. [30]

Химия

Ни одно отдельное соединение не докажет, что жизнь когда-то существовала. Скорее, это будут отличительные образцы, присутствующие в любых органических соединениях, показывающие процесс отбора. [33] Например, мембранные липиды, оставленные деградировавшими клетками, будут концентрированными, иметь ограниченный диапазон размеров и содержать четное количество атомов углерода. Аналогично, жизнь использует только левосторонние аминокислоты. [33] Биосигнатуры, однако, не обязательно должны быть химическими и также могут быть предложены отличительной магнитной биосигнатурой. [34]

Структуры основных примеров биомаркеров (нефть), сверху вниз: пристан, тритерпан, стеран, фитан и порфирин.

Химические биосигнатуры включают любой набор сложных органических соединений, состоящих из углерода, водорода и других элементов или гетероатомов, таких как кислород, азот и сера, которые встречаются в сырой нефти , битуме , нефтематеринской породе и в конечном итоге демонстрируют упрощение молекулярной структуры по сравнению с родительскими органическими молекулами, обнаруженными во всех живых организмах. Это сложные молекулы на основе углерода, полученные из ранее живых организмов . [35] Каждый биомаркер весьма своеобразен по сравнению со своими аналогами, поскольку время, необходимое для преобразования органического вещества в сырую нефть, является характерным. [36] Большинство биомаркеров также обычно имеют высокую молекулярную массу . [37]

Некоторые примеры биомаркеров, обнаруженных в нефти, включают пристан , тритерпаны , стераны , фитан и порфирин . Такие нефтяные биомаркеры производятся путем химического синтеза с использованием биохимических соединений в качестве их основных компонентов. Например, тритерпены получены из биохимических соединений, обнаруженных в наземных покрытосеменных растениях. [38] Обилие нефтяных биомаркеров в небольших количествах в ее резервуаре или материнской породе делает необходимым использование чувствительных и дифференциальных подходов для анализа наличия этих соединений. Обычно используемые методы включают газовую хроматографию и масс-спектрометрию . [39]

Нефтяные биомаркеры очень важны в инспекции нефти, поскольку они помогают указать территории осадконакопления и определить геологические свойства нефти. Например, они предоставляют больше подробностей относительно их зрелости и исходного материала. [40] В дополнение к этому они также могут быть хорошими параметрами возраста, поэтому их технически называют «химическими ископаемыми». [41] Соотношение пристана к фитану (pr:ph) является геохимическим фактором, который позволяет нефтяным биомаркерам быть успешными индикаторами их осадочных сред. [42]

Геологи и геохимики используют следы биомаркеров, обнаруженные в сырой нефти и связанной с ней исходной породе, для раскрытия стратиграфического происхождения и закономерностей миграции существующих в настоящее время нефтяных месторождений. [43] Дисперсия молекул биомаркеров также весьма различна для каждого типа нефти и ее источника; следовательно, они демонстрируют уникальные отпечатки пальцев. Еще одним фактором, который делает нефтяные биомаркеры более предпочтительными, чем их аналоги, является то, что они обладают высокой устойчивостью к выветриванию и коррозии окружающей среды. [44] Такие биомаркеры очень выгодны и часто используются для обнаружения разливов нефти в основных водных путях. [35] Те же биомаркеры можно также использовать для определения загрязнения в смазочных маслах. [45] Однако можно ожидать, что анализ биомаркеров необработанных шламов горных пород даст вводящие в заблуждение результаты. Это связано с потенциальным загрязнением углеводородами и биодеградацией в образцах горных пород. [46]

Атмосферный

Атмосферные свойства экзопланет имеют особое значение, поскольку атмосферы обеспечивают наиболее вероятные наблюдаемые данные в ближайшем будущем, включая индикаторы обитаемости и биосигнатуры. [47] За миллиарды лет процессы жизни на планете привели бы к образованию смеси химических веществ, непохожих ни на что, что могло бы образоваться в обычном химическом равновесии. [16] [48] [49] Например, большие количества кислорода и небольшие количества метана вырабатываются жизнью на Земле.

Цвет экзопланеты — или спектр отражения — также может использоваться в качестве биосигнатуры из-за эффекта пигментов, которые имеют уникальное биологическое происхождение, таких как пигменты фототрофных и фотосинтетических форм жизни. [50] [51] [52] [53] [54] Ученые используют Землю в качестве примера этого, если смотреть на нее издалека (см. Pale Blue Dot ) для сравнения с мирами, наблюдаемыми за пределами нашей солнечной системы. [55] Ультрафиолетовое излучение на формах жизни также может вызывать биофлуоресценцию в видимых длинах волн, которая может быть обнаружена новым поколением космических обсерваторий, находящихся в стадии разработки. [56] [57]

Некоторые ученые сообщили о методах обнаружения водорода и метана во внеземных атмосферах . [58] [59] Индикаторы обитаемости и биосигнатуры должны интерпретироваться в планетарном и экологическом контексте. [4] Например, присутствие кислорода и метана вместе может указывать на вид экстремального термохимического неравновесия, создаваемого жизнью. [60] Две из 14 000 предложенных атмосферных биосигнатур — это диметилсульфид и хлорметан ( CH
3Cl ). [49] Альтернативной биосигнатурой является комбинация метана и углекислого газа. [61] [62]

Обнаружение фосфина в атмосфере Венеры изучается как возможная биосигнатура.

Нарушение атмосферного равновесия

Биогенное производство метана является основным источником потока метана, поступающего с поверхности Земли. Метан имеет фотохимический сток в атмосфере, но будет накапливаться, если поток достаточно высок. Если в атмосфере другой планеты есть обнаруживаемый метан, особенно со звездой-хозяином типа G или K, это может быть интерпретировано как жизнеспособная биосигнатура. [63]

Неравновесие в распространенности газовых видов в атмосфере можно интерпретировать как биосигнатуру. Жизнь значительно изменила атмосферу на Земле таким образом, что было бы маловероятно, чтобы какие-либо другие процессы могли это воспроизвести. Поэтому отклонение от равновесия является свидетельством биосигнатуры. [64] [65] [66] [67] Например, распространенность метана в атмосфере Земли на несколько порядков превышает равновесное значение из-за постоянного потока метана, который выделяет жизнь на поверхности. [66] [68] В зависимости от звезды-хозяина, неравновесие в распространенности метана на другой планете может указывать на биосигнатуру. [69]

Агностические биосигнатуры

Поскольку единственная известная форма жизни — это та, что на Земле, поиск биосигнатур в значительной степени зависит от продуктов, которые жизнь производит на Земле. Однако жизнь, отличная от жизни на Земле, все еще может производить биосигнатуры, которые могут обнаружить люди, даже если об их конкретной биологии ничего не известно. Эта форма биосигнатуры называется «агностической биосигнатурой», потому что она независима от формы жизни, которая ее производит. Широко распространено мнение, что вся жизнь — независимо от того, насколько она отличается от жизни на Земле — нуждается в источнике энергии для процветания. [70] Это должно включать в себя некое химическое неравновесие, которое может быть использовано для метаболизма. [71] [64] [65] Геологические процессы независимы от жизни, и если ученые могут достаточно хорошо ограничить геологию на другой планете, то они знают, каким должно быть конкретное геологическое равновесие для этой планеты. Отклонение от геологического равновесия можно интерпретировать как атмосферное неравновесие и агностическую биосигнатуру.

Антибиосигнатуры

Точно так же, как обнаружение биосигнатуры было бы значительным открытием о планете, обнаружение доказательств того, что жизнь не присутствует, также может быть важным открытием о планете. Жизнь полагается на окислительно-восстановительный дисбаланс, чтобы метаболизировать доступные ресурсы в энергию. Доказательства того, что ничто на Земле не пользуется преимуществами «бесплатного обеда», доступного из-за наблюдаемого окислительно-восстановительного дисбаланса, называются антибиосигнатурами. [72]

Полиэлектролиты

Полиэлектролитная теория гена является предложенной общей биосигнатурой. В 2002 году Стивен А. Беннер и Дэниел Хаттер предположили, что для того, чтобы линейный генетический биополимер, растворенный в воде, такой как ДНК , подвергся дарвиновской эволюции где-либо во Вселенной, он должен быть полиэлектролитом , полимером, содержащим повторяющиеся ионные заряды. [73] Беннер и другие предложили методы концентрации и анализа этих полиэлектролитных генетических биополимеров на Марсе, [74] Энцеладе, [75] и Европе. [76]

Конкретные примеры

Метан на Марсе

Метан (CH4 ) на Марсе — потенциальные источники и поглотители.

Присутствие метана в атмосфере Марса является областью текущих исследований и весьма спорным вопросом. Из-за его тенденции к разрушению в атмосфере фотохимией , наличие избыточного метана на планете может указывать на то, что должен быть активный источник. Поскольку жизнь является самым мощным источником метана на Земле, наблюдение за неравновесием в распространенности метана на другой планете может быть жизнеспособной биосигнатурой. [64] [65]

С 2004 года было несколько случаев обнаружения метана в атмосфере Марса различными приборами на борту орбитальных аппаратов и наземных посадочных аппаратов на поверхности Марса, а также наземными телескопами. [77] [78] [79] [80] [81] [82] Эти миссии сообщили о значениях в диапазоне от «фонового уровня» в диапазоне от 0,24 до 0,65 частей на миллиард по объему (ppbv) [83] до 45 ± 10 ppbv [79]

Однако недавние измерения с использованием инструментов ACS и NOMAD на борту ExoMars Trace Gas Orbiter ESA-Roscosmos не смогли обнаружить метан в диапазоне широт и долгот на обоих марсианских полушариях. Эти высокочувствительные инструменты смогли установить верхнюю границу общего содержания метана на уровне 0,05 ppbv [84] Это отсутствие обнаружения является серьезным противоречием тому, что ранее наблюдалось с помощью менее чувствительных инструментов, и останется сильным аргументом в продолжающихся дебатах о наличии метана в марсианской атмосфере.

Более того, современные фотохимические модели не могут объяснить присутствие метана в атмосфере Марса и его быстрые изменения в пространстве и времени. [72] Ни его быстрое появление, ни исчезновение пока не могут быть объяснены. [85] Чтобы исключить биогенное происхождение метана, понадобится будущий зонд или посадочный модуль с масс-спектрометром , поскольку изотопные пропорции углерода-12 к углероду-14 в метане могут различить биогенное и небиогенное происхождение, аналогично использованию стандарта δ13C для распознавания биогенного метана на Земле. [86]

Марсианская атмосфера

Марсианская атмосфера содержит большое количество фотохимически произведенных CO и H 2 , которые являются восстанавливающими молекулами. В остальном атмосфера Марса в основном окислительная, что приводит к источнику неиспользованной энергии, которую жизнь могла бы использовать, если бы она использовала метаболизм, совместимый с одной или обеими этими восстанавливающими молекулами. Поскольку эти молекулы можно наблюдать, ученые используют это как доказательство антибиосигнатуры. [87] [88] Ученые использовали эту концепцию как аргумент против жизни на Марсе. [89]

Миссии внутри Солнечной системы

Астробиологические исследования основаны на предпосылке, что биосигнатуры, встречающиеся в космосе, будут распознаваться как внеземная жизнь . Полезность биосигнатуры определяется не только вероятностью того, что ее создала жизнь, но и невероятностью небиологических (абиотических) процессов, ее производящих. [90] Заключение о том, что доказательства внеземной формы жизни (прошлой или настоящей) были обнаружены, требует доказательства того, что возможная биосигнатура была создана деятельностью или остатками жизни. [1] Как и в случае с большинством научных открытий, открытие биосигнатуры потребует накопления доказательств до тех пор, пока не останется никаких других объяснений.

Возможные примеры биосигнатуры включают сложные органические молекулы или структуры, формирование которых практически невозможно в отсутствие жизни: [90]

  1. Клеточная и внеклеточная морфология
  2. Биомолекулы в горных породах
  3. Биоорганические молекулярные структуры
  4. Хиральность
  5. Биогенные минералы
  6. Биогенные изотопные паттерны в минералах и органических соединениях
  7. Атмосферные газы
  8. Фотосинтетические пигменты

TheВикингмиссии на Марс

Миссии Viking на Марс в 1970-х годах провели первые эксперименты, которые были явно разработаны для поиска биосигнатур на другой планете. Каждый из двух посадочных модулей Viking провел три эксперимента по обнаружению жизни , которые искали признаки метаболизма ; однако результаты были объявлены неубедительными. [22] [91] [92] [93] [94]

Марсианская научная лаборатория

Марсоход Curiosity из миссии Mars Science Laboratory с его марсоходом Curiosity в настоящее время оценивает потенциальную прошлую и настоящую пригодность для жизни марсианской среды и пытается обнаружить биосигнатуры на поверхности Марса. [3] Принимая во внимание пакет полезной нагрузки инструмента MSL, следующие классы биосигнатур находятся в пределах окна обнаружения MSL: морфология организмов (клетки, окаменелости тела, слепки), биоткани (включая микробные маты), диагностические органические молекулы, изотопные сигнатуры, свидетельства биоминерализации и биоизменения, пространственные закономерности в химии и биогенные газы. [3] Марсоход Curiosity нацеливается на обнажения , чтобы максимизировать вероятность обнаружения «окаменелого» органического вещества, сохранившегося в осадочных отложениях.

Орбитальный аппарат ExoMars

2016 ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) — это марсианский телекоммуникационный орбитальный аппарат и миссия по анализу атмосферных газов. Он доставил посадочный модуль Schiaparelli EDM , а затем начал выходить на научную орбиту для картирования источников метана и других газов на Марсе , и тем самым поможет выбрать место посадки для марсохода Rosalind Franklin , который будет запущен в 2022 году. [95] Основной целью миссии марсохода Rosalind Franklin является поиск биосигнатур на поверхности и под поверхностью с помощью бура, способного собирать образцы на глубине до 2 метров (6,6 футов), вдали от разрушительного излучения, которое омывает поверхность. [94] [96]

Марсоход 2020

Марсоход Mars 2020 , запущенный в 2020 году, предназначен для исследования астробиологически значимой древней среды на Марсе, изучения геологических процессов и истории его поверхности, включая оценку его прошлой обитаемости , возможности существования прошлой жизни на Марсе и потенциала сохранения биосигнатур в доступных геологических материалах. [97] [98] Кроме того, он будет хранить наиболее интересные образцы для возможной будущей транспортировки на Землю.

ТитанСтрекоза

Концепция посадочного модуля/самолета Dragonfly [99] от NASA предлагается запустить в 2025 году. Он будет искать доказательства наличия биосигнатур на богатой органикой поверхности и в атмосфере Титана , а также изучать его возможный пребиотический первичный бульон . [100] [101] Титан является крупнейшим спутником Сатурна и, как широко распространено мнение, имеет большой подповерхностный океан, состоящий из соленой воды. [102] [103] Кроме того, ученые полагают, что на Титане могут быть условия, необходимые для развития пребиотической химии, что делает его главным кандидатом на обнаружение биосигнатур. [104] [105] [106]

Европа Клиппер

Европа Клиппер

Зонд NASA Europa Clipper разработан как миссия по облету самой маленькой галилеевой луны Юпитера , Европы . [107] Миссия была запущена в октябре 2024 года и должна достичь Европы в апреле 2030 года, где она будет исследовать потенциальную пригодность для жизни на Европе. Европа является одним из лучших кандидатов на обнаружение биосигнатур в Солнечной системе из-за научного консенсуса о том, что она сохраняет подповерхностный океан, в два-три раза превышающий объем воды на Земле. Доказательства наличия этого подповерхностного океана включают:

Зонд Europa Clipper включает в себя инструменты, помогающие подтвердить существование и состав подповерхностного океана и толстого ледяного слоя. Кроме того, инструменты будут использоваться для картирования и изучения особенностей поверхности, которые могут указывать на тектоническую активность из-за подповерхностного океана. [112]

Энцелад

Изображение струй воды и льда, вырывающихся с поверхности Энцелада. Будущие миссии будут исследовать эти гейзеры, чтобы определить их состав и искать признаки жизни.

Хотя нет установленных планов по поиску биосигнатур на шестом по величине спутнике Сатурна , Энцеладе , перспективы обнаружения биосигнатур там достаточно захватывающие, чтобы оправдать несколько концепций миссий, которые могут быть профинансированы в будущем. Подобно спутнику Юпитера Европе, есть много доказательств того, что на Энцеладе также существует подповерхностный океан. Шлейфы водяного пара были впервые обнаружены в 2005 году миссией Кассини [ 113] [114] и позже было установлено, что они содержат соль, а также органические соединения. [115] [116] В 2014 году было представлено больше доказательств с использованием гравиметрических измерений на Энцеладе, чтобы сделать вывод о том, что на самом деле под ледяной поверхностью находится большой резервуар воды. [117] [118] [119] Концепции дизайна миссии включают:

Все эти концептуальные миссии имеют схожие научные цели: оценить пригодность Энцелада для жизни и найти биосигнатуры в соответствии со стратегической картой исследования океанического мира Энцелада. [130]

Поиск за пределами Солнечной системы

На расстоянии 4,2 световых лет (1,3 парсека , 40 триллионов км или 25 триллионов миль) от Земли ближайшей потенциально обитаемой экзопланетой является Проксима Центавра b , которая была открыта в 2016 году. [131] [132] Это означает, что потребовалось бы более 18 100 лет, чтобы добраться туда, если бы судно могло постоянно двигаться с такой же скоростью, как космический корабль Juno (250 000 километров в час или 150 000 миль в час). [133] В настоящее время невозможно отправить людей или даже зонды для поиска биосигнатур за пределами Солнечной системы. Единственный способ поиска биосигнатур за пределами Солнечной системы — это наблюдение за экзопланетами с помощью телескопов.

Не было никаких правдоподобных или подтвержденных обнаружений биосигнатур за пределами Солнечной системы. Несмотря на это, это быстро растущая область исследований из-за перспектив следующего поколения телескопов. Космический телескоп Джеймса Уэбба , запущенный в декабре 2021 года, станет многообещающим следующим шагом в поиске биосигнатур. Хотя его диапазон длин волн и разрешение не будут совместимы с некоторыми из наиболее важных газовых полос атмосферных биосигнатур, такими как кислород, он все равно сможет обнаружить некоторые доказательства ложноположительных механизмов кислорода. [134]

Новое поколение наземных телескопов 30-метрового класса ( Thirty Meter Telescope и Extremely Large Telescope ) будет иметь возможность снимать спектры с высоким разрешением атмосфер экзопланет на различных длинах волн. [135] Эти телескопы будут способны различать некоторые из наиболее сложных ложноположительных механизмов, таких как абиотическое накопление кислорода посредством фотолиза. Кроме того, их большая собирающая площадь обеспечит высокое угловое разрешение, что сделает исследования с прямыми изображениями более осуществимыми.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Steele; Beaty; et al. (26 сентября 2006 г.). "Final report of the MEPAG Astrobiology Field Laboratory Science Steering Group (AFL-SSG)" (.doc) . Полевая астробиологическая лаборатория . США: Группа анализа программы исследования Марса (MEPAG) - NASA. стр. 72.
  2. ^ "Биосигнатура - определение". Научный словарь . 2011. Архивировано из оригинала 2010-03-16 . Получено 2011-01-12 .
  3. ^ abc Summons RE, Amend JP, Bish D, Buick R, Cody GD, Des Marais DJ и др. (март 2011 г.). «Сохранение органических и экологических записей Марса: окончательный отчет рабочей группы по биосигнатурам Марса» (PDF) . Astrobiology . 11 (2): 157–81. Bibcode :2011AsBio..11..157S. doi :10.1089/ast.2010.0506. hdl : 1721.1/66519 . PMID  21417945. S2CID  9963677. Архивировано из оригинала (PDF) 28.11.2019 . Получено 22.06.2013 .
  4. ^ ab Стратегия астробиологии НАСА 2015 г. Архивировано 22 декабря 2016 г. на Wayback Machine (PDF), НАСА.
  5. ^ Фрэнк, Адам (31 декабря 2020 г.). «Открывается новый рубеж в поисках внеземной жизни. Причина, по которой мы не нашли жизнь где-либо еще во Вселенной, проста: мы не искали до сих пор». The Washington Post . Получено 1 января 2021 г.
  6. ^ Домагал-Голдман SD, Медоуз VS, Клэр MW, Кастинг JF (июнь 2011 г.). «Использование биогенных серных газов в качестве дистанционно обнаруживаемых биосигнатур на бескислородных планетах». Астробиология . 11 (5): 419–41. Bibcode : 2011AsBio..11..419D. doi : 10.1089/ast.2010.0509. PMC 3133782. PMID  21663401 . 
  7. ^ Сигер С., Шренк М., Бэйнс В. (январь 2012 г.). «Астрофизический взгляд на земные метаболические биосигнатурные газы». Астробиология . 12 (1): 61–82. Бибкод : 2012AsBio..12...61S. дои : 10.1089/ast.2010.0489. hdl : 1721.1/73073 . PMID  22269061. S2CID  18142901.
  8. ^ Meadows VS (октябрь 2017 г.). «2 как биосигнатура в экзопланетных атмосферах». Астробиология . 17 (10): 1022–1052. doi :10.1089/ast.2016.1578. PMC 5655594. PMID  28443722 . 
  9. ^ ab Meadows VS, Reinhard CT, Arney GN, Parenteau MN, Schwieterman EW, Domagal-Goldman SD и др. (июнь 2018 г.). «Экзопланетные биосигнатуры: понимание кислорода как биосигнатуры в контексте его окружающей среды». Astrobiology . 18 (6): 630–662. arXiv : 1705.07560 . Bibcode :2018AsBio..18..630M. doi :10.1089/ast.2017.1727. PMC 6014580 . PMID  29746149. 
  10. ^ Ver Eecke HC, Butterfield DA, Huber JA, Lilley MD, Olson EJ, Roe KK и др. (август 2012 г.). «Ограниченный водородом рост гипертермофильных метаногенов в глубоководных гидротермальных источниках». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (34): 13674–9. Bibcode : 2012PNAS..10913674V. doi : 10.1073/pnas.1206632109 . PMC 3427048. PMID  22869718 . 
  11. ^ ab Szostak J (май 2018). «Как зародилась жизнь?». Nature . 557 (7704): S13–S15. Bibcode : 2018Natur.557S..13S. doi : 10.1038/d41586-018-05098-w . PMID  29743709.
  12. ↑ Университет Нового Южного Уэльса (9 мая 2017 г.). «Древнейшие свидетельства жизни на суше обнаружены в австралийских породах возрастом 3,48 миллиарда лет». Phys.org . Получено 12 июня 2019 г.
  13. ^ Уорд, Колин Р.; Уолтер, Малкольм Р.; Кэмпбелл, Кэтлин А.; Кранендонк, Мартин Дж. Ван; Джокич, Тара (2017-05-09). «Самые ранние признаки жизни на суше, сохранившиеся в отложениях горячих источников возрастом около 3,5 млрд лет». Nature Communications . 8 : 15263. Bibcode :2017NatCo...815263D. doi :10.1038/ncomms15263. ISSN  2041-1723. PMC 5436104 . PMID  28486437. 
  14. ^ Luger R, Barnes R (февраль 2015 г.). «Экстремальная потеря воды и абиотическое накопление O2 на планетах в обитаемых зонах карликов класса М». Astrobiology . 15 (2): 119–43. arXiv : 1411.7412 . Bibcode :2015AsBio..15..119L. doi :10.1089/ast.2014.1231. PMC 4323125 . PMID  25629240. 
  15. ^ Вордсворт, Робин; Пьерхумберт, Рэймонд (1 апреля 2014 г.). «Абиотические атмосферы с преобладанием кислорода на планетах земной зоны обитания». The Astrophysical Journal . 785 (2): L20. arXiv : 1403.2713 . Bibcode :2014ApJ...785L..20W. doi :10.1088/2041-8205/785/2/L20. S2CID  17414970.
  16. ^ ab Lisse, Carey (2020). «Геологически надежная процедура наблюдения за скалистыми экзопланетами для обеспечения того, чтобы обнаружение атмосферного кислорода было современной биосигнатурой земного типа». Astrophysical Journal Letters . 898 (577): L17. arXiv : 2006.07403 . Bibcode :2020ApJ...898L..17L. doi : 10.3847/2041-8213/ab9b91 . S2CID  219687224.
  17. ^ Рейнхард, Кристофер Т.; Олсон, Стефани Л.; Швитерман, Эдвард В.; Лайонс, Тимоти В. (апрель 2017 г.). «Ложные отрицательные результаты для дистанционного обнаружения жизни на планетах с океанами: уроки ранней Земли». Астробиология . 17 (4): 287–297. arXiv : 1702.01137 . Bibcode : 2017AsBio..17..287R. doi : 10.1089/ast.2016.1598. PMC 5399744. PMID  28418704 . 
  18. ^ Board, Space Studies (2010-08-13). Новые миры, новые горизонты в астрономии и астрофизике. National Academies Press. ISBN 978-0-309-15799-5.
  19. ^ "SIGNAUTURES OF LIFE FROM EARTH AND BEYOND". Penn State Astrobiology Research Center (PSARC) . Penn State. 2009. Архивировано из оригинала 2018-10-23 . Получено 2011-01-14 .
  20. ^ Тененбаум, Дэвид (30 июля 2008 г.). «Чтение архейских биосигнатур». NASA. Архивировано из оригинала 29 ноября 2014 г. Получено 23 ноября 2014 г.
  21. ^ "Жирные спирты". Архивировано из оригинала 2012-06-25 . Получено 2006-04-01 .
  22. ^ ab Beegle LW, Wilson MG, Abilleira F, Jordan JF, Wilson GR (август 2007 г.). «Концепция полевой лаборатории астробиологии NASA Mars 2016». Astrobiology . 7 (4): 545–77. Bibcode :2007AsBio...7..545B. doi :10.1089/ast.2007.0153. PMID  17723090. S2CID  7127896.
  23. ^ Босак, Таня; Соуза-Эджипси, Вирджиния; Корсетти, Фрэнк А.; Ньюман, Дайан К. (2004). «Микрометровая пористость как биосигнатура в карбонатных корках». Геология . 32 (9): 781. Bibcode : 2004Geo....32..781B. doi : 10.1130/G20681.1.
  24. ^ Crenson M (2006-08-06). "Спустя 10 лет мало кто верит в жизнь на Марсе". Associated Press (на usatoday.com) . Получено 2009-12-06 .
  25. ^ ab McKay DS, Gibson EK, Thomas-Keprta KL, Vali H, Romanek CS, Clemett SJ, et al. (август 1996 г.). «Поиск прошлой жизни на Марсе: возможная реликтовая биогенная активность в марсианском метеорите ALH84001». Science . 273 (5277): 924–30. Bibcode :1996Sci...273..924M. doi :10.1126/science.273.5277.924. PMID  8688069. S2CID  40690489.
  26. ^ Фридман EI, Виерцхос J, Аскасо C, Винкльхофер M (февраль 2001 г.). «Цепочки кристаллов магнетита в метеорите ALH84001: свидетельство биологического происхождения». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (5): 2176–81. doi : 10.1073/pnas.051514698 . PMC 30112. PMID  11226212 . 
  27. ^ Thomas-Keprta KL, Clemett SJ, Bazylinski DA, Kirschvink JL, McKay DS, Wentworth SJ и др. (февраль 2001 г.). «Усеченные гексаоктаэдрические кристаллы магнетита в ALH84001: предполагаемые биосигнатуры». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (5): 2164–9. doi : 10.1073/pnas.051500898 . PMC 30110. PMID  11226210 . 
  28. ^ Choi CQ (август 2016 г.). «Жизнь на Марсе? 20 лет спустя, споры о метеорите продолжаются». Space.com . Получено 07.06.2019 .
  29. ^ McSween HY (2019), «Поиск биосигнатур в марсианском метеорите Allan Hills 84001», в Cavalazzi B, Westall F (ред.), Биосигнатуры для астробиологии , Достижения в астробиологии и биогеофизике, Springer International Publishing, стр. 167–182, doi : 10.1007/978-3-319-96175-0_8, ISBN 978-3-319-96175-0, S2CID  186696892
  30. ^ ab Garcia-Ruiz JM (30 декабря 1999 г.). "Морфологическое поведение неорганических систем осаждения". В Hoover RB (ред.). Instruments, Methods, and Missions for Astrobiology II . Vol. SPIE Proceedings 3755. p. 74. doi :10.1117/12.375088. S2CID  84764520. Сделан вывод, что "морфология не может быть однозначно использована как инструмент для обнаружения примитивной жизни".
  31. ^ Agresti; House; Jögi; Kudryavstev; McKeegan; Runnegar; Schopf; Wdowiak (3 декабря 2008 г.). "Обнаружение и геохимическая характеристика самой ранней жизни на Земле". NASA Astrobiology Institute . NASA. Архивировано из оригинала 23 января 2013 г. Получено 2013-01-15 .
  32. ^ Schopf JW, Kudryavtsev AB, Czaja AD, Tripathi AB (28 апреля 2007 г.). "Свидетельства архейской жизни: строматолиты и микроископаемые" (PDF) . Precambrian Research . 158 (3–4): 141–155. Bibcode :2007PreR..158..141S. doi :10.1016/j.precamres.2007.04.009. Архивировано из оригинала (PDF) 24.12.2012 . Получено 15.01.2013 .
  33. ^ ab Cousins, Claire (5 января 2018 г.). «Марсоход может обнаружить жизнь на Марсе — вот что нужно, чтобы это доказать». PhysOrg .
  34. ^ Уолл, Майк (13 декабря 2011 г.). «Охота за жизнью на Марсе может вести к магнитным подсказкам». Space.com . Получено 15 декабря 2011 г.
  35. ^ ab Wang, Z.; Stout, S.; Fingas, M. Экологическая криминалистика , 2006 7, 105-146.
  36. ^ Стивенс, Дуглас; Хсу, Чанг Сэмюэл; Ши, Куан (2013). «Нефтяные биомаркеры, анализируемые методом атмосферной газовой хроматографии-тандемной масс-спектроскопии» (PDF) . Воды .
  37. ^ Osadetz, KG; Pasadakis, N.; Obermajer, M. (2002). «Определение и характеристика составных семейств нефти с использованием анализа главных компонентов соотношений состава бензина и насыщенных фракций» (PDF) . Энергия и ресурсы . 1 : 3–14.
  38. ^ Хсу, Чанг С.; Уолтерс, Клиффорд; Питерс, Кеннет Э. (2003). Аналитические достижения в исследовании углеводородов . С. 223–245.
  39. ^ Ниссен, Вильфрид МА (2001). Современная практика газовой хроматографии-масс-спектрометрии (1-е изд.). С. 55–94.
  40. ^ Chosson, P; Lanau, C; Connan, J; Dessort, D (1991). «Биодеградация тугоплавких углеводородных биомаркеров из нефти в лабораторных условиях». Nature . 351 (6328): 640–642. Bibcode :1991Natur.351..640C. doi :10.1038/351640a0. PMID  2052089. S2CID  4305795.
  41. ^ Ван, Чжэнди; Стаут, Скотт А. (2007). Экологическая экспертиза разливов нефти: дактилоскопия и идентификация источника . С. 1–53.
  42. ^ Roushdy, MI; El Nady, MM; Mostafa, YM; El Gendy, N.Sh.; Ali, HR (2010). "Характеристики биомаркеров сырой нефти из некоторых месторождений в Суэцком заливе, Египет". Journal of American Science . 6 (11). S2CID  55952894.
  43. ^ Хед, Иэн М.; Джонс, Мартин; Лартер, Стив Р. (2003). «Биологическая активность в глубоких недрах и происхождение тяжелой нефти» (PDF) . Nature . 426 (6964): 344–352. Bibcode :2003Natur.426..344H. doi :10.1038/nature02134. PMID  14628064. S2CID  4372154.
  44. ^ Эштон, Баффи М.; Ист, Ребекка С.; Уолш, Мод М.; Майлз, Скотт; Обетон, Эдвард Б. (2000). «Изучение и проверка использования химических биомаркеров для идентификации и количественной оценки остатков нефти в окружающей среде». Журнал океанических и климатических систем : 1–54. S2CID  201925529.
  45. ^ Биегер, Тилман; Хеллоу, Джоселин; Абрахано-младший, Теофилу А. (1996). «Биомаркеры нефти как индикаторы загрязнения смазочными маслами». Бюллетень загрязнения морской среды . 32 (2): 270–274. Bibcode : 1996MarPB..32..270B. doi : 10.1016/0025-326X(95)00151-C.
  46. ^ Ратнаяке, Амила Сандаруван; Сампей, Йошиказу (2019-06-01). «Органическая геохимическая оценка трассеров загрязнения в шламе глубоководных скважин из бассейна Маннар, Шри-Ланка». Журнал по технологии разведки и добычи нефти . 9 (2): 989–996. Bibcode : 2019JPEPT...9..989R. doi : 10.1007/s13202-018-0575-8 . ISSN  2190-0566.
  47. ^ Гертнер, Джон (15 сентября 2022 г.). «Поиск разумной жизни станет намного интереснее — во Вселенной насчитывается около 100 миллиардов галактик, в которых обитает невообразимое множество планет. И теперь появились новые способы обнаружить на них признаки жизни». The New York Times . Получено 15 сентября 2022 г.
  48. ^ "Искусственная жизнь разделяет биосигнатуры с земными собратьями". Блог Physics arXiv . Массачусетский технологический институт. 10 января 2011 г. Архивировано из оригинала 2018-10-23 . Получено 2011-01-14 .
  49. ^ ab Seager S, Bains W, Petkowski JJ (июнь 2016 г.). «К списку молекул как потенциальных биосигнальных газов для поиска жизни на экзопланетах и ​​их применения в земной биохимии» (PDF) . Астробиология . 16 (6): 465–85. Bibcode :2016AsBio..16..465S. doi :10.1089/ast.2015.1404. hdl : 1721.1/109943 . PMID  27096351. S2CID  4350250.
  50. ^ DasSarma, Shiladitya; Schwieterman, Edward W. (2018). «Ранняя эволюция пурпурных пигментов сетчатки на Земле и их влияние на биосигнатуры экзопланет». International Journal of Astrobiology . 20 (3): 1–10. arXiv : 1810.05150 . Bibcode : 2018arXiv181005150D. doi : 10.1017/S1473550418000423. ISSN  1473-5504. S2CID  119341330.
  51. ^ Бердюгина СВ, Кун Дж, Харрингтон Д, Сантл-Темкив Т, Мессерсмит Э.Дж. (январь 2016 г.). «Дистанционное зондирование жизни: поляриметрические сигнатуры фотосинтетических пигментов как чувствительные биомаркеры». Международный журнал астробиологии . 15 (1): 45–56. Bibcode : 2016IJAsB..15...45B. doi : 10.1017/S1473550415000129 .
  52. ^ Хегде С., Паулино-Лима ИГ., Кент Р., Калтенеггер Л., Ротшильд Л. (март 2015 г.). «Поверхностные биосигнатуры экзоземель: дистанционное обнаружение внеземной жизни». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (13): 3886–91. Bibcode : 2015PNAS..112.3886H. doi : 10.1073/pnas.1421237112 . PMC 4386386. PMID  25775594 . 
  53. ^ Cofield C (30 марта 2015 г.). «Каталог земных микробов может помочь найти инопланетную жизнь». Space.com . Получено 11 мая 2015 г.
  54. ^ Клауди, Р.; Эркулиани, М.С.; Галлетта, Г.; Билли, Д.; Пейс, Э.; Скьерано, Д.; Джиро, Э.; Д'Алессандро, М. (20 мая 2015 г.). «Моделирование суперземной атмосферы в лаборатории». Международный журнал астробиологии . 15 (1): 35–44. дои : 10.1017/S1473550415000117. S2CID  125008098.
  55. ^ Криссансен-Тоттон Дж., Швитерман Э.У., Чарнай Б., Арни Г., Робинсон Т.Д., Медоуз В., Кэтлинг Д.К. (январь 2016 г.). «Уникальна ли бледно-голубая точка? Оптимизированные фотометрические полосы для идентификации экзопланет земного типа». The Astrophysical Journal . 817 (1): 31. arXiv : 1512.00502 . Bibcode :2016ApJ...817...31K. doi : 10.3847/0004-637X/817/1/31 . S2CID  119211858.
  56. ^ Корнелльский университет (13 августа 2019 г.). «Флуоресцентное свечение может выявить скрытую жизнь в космосе». EurekAlert! . Получено 13 августа 2019 г. .
  57. ^ О'Мэлли-Джеймс, Джек Т; Калтенеггер, Лиза (2019). «Биофлуоресцентные миры – II. Биологическая флуоресценция, вызванная звездными УФ-вспышками, новая временная биосигнатура». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 488 (4): 4530–4545. arXiv : 1608.06930 . Bibcode : 2019MNRAS.488.4530O. doi : 10.1093/mnras/stz1842 . S2CID  118394043.
  58. ^ Brogi M, Snellen IA, de Kok RJ, Albrecht S, Birkby J, de Mooij EJ (июнь 2012 г.). «Сигнатура орбитального движения с дневной стороны планеты τ Boötis b». Nature . 486 (7404): 502–4. arXiv : 1206.6109 . Bibcode :2012Natur.486..502B. doi :10.1038/nature11161. PMID  22739313. S2CID  4368217.
  59. ↑ Манн, Адам (27 июня 2012 г.). «Новый вид экзопланет поможет в поиске инопланетян» Wired . Получено 28 июня 2012 г.
  60. ^ Где они? (PDF) Марио Ливио и Джозеф Силк. Physics Today , март 2017 г.
  61. ^ Уолл, Майк (24 января 2018 г.). «Охота за инопланетной жизнью: кислород — не единственный возможный признак жизни». Space.com . Получено 24 января 2018 г. .
  62. ^ Криссансен-Тоттон Дж., Олсон С., Кэтлиг Д.К. (24 января 2018 г.). «Неравновесные биосигнатуры в истории Земли и их значение для обнаружения жизни на экзопланетах». Science Advances . 4 (1, eaao5747): eaao5747. arXiv : 1801.08211 . Bibcode : 2018SciA....4.5747K. doi : 10.1126/sciadv.aao5747. PMC 5787383. PMID 29387792  . 
  63. ^ Arney, Giada N. (март 2019 г.). «Преимущество K-карлика для биосигнатур на экзопланетах с прямыми изображениями». The Astrophysical Journal . 873 (1): L7. arXiv : 2001.10458 . Bibcode :2019ApJ...873L...7A. doi : 10.3847/2041-8213/ab0651 . ISSN  2041-8205. S2CID  127742050.
  64. ^ abc Lovelock JE (август 1965). "Физическая основа для экспериментов по обнаружению жизни". Nature . 207 (997): 568–70. Bibcode :1965Natur.207..568L. doi :10.1038/207568a0. PMID  5883628. S2CID  33821197.
  65. ^ abc Hitchcock DR, Lovelock JE (1967-01-01). «Обнаружение жизни с помощью атмосферного анализа». Icarus . 7 (1): 149–159. Bibcode :1967Icar....7..149H. doi :10.1016/0019-1035(67)90059-0. ISSN  0019-1035.
  66. ^ ab Krissansen-Totton J, Bergsman DS, Catling DC (январь 2016 г.). «Об обнаружении биосфер по химическому термодинамическому неравновесию в планетарных атмосферах». Астробиология . 16 (1): 39–67. arXiv : 1503.08249 . Bibcode : 2016AsBio..16...39K. doi : 10.1089/ast.2015.1327. PMID  26789355. S2CID  26959254.
  67. ^ Лавлок Джеймс Эфраим; Каплан ИР; Пири Норман Уингейт (1975-05-06). «Термодинамика и распознавание инопланетных биосфер». Труды Лондонского королевского общества. Серия B. Биологические науки . 189 (1095): 167–181. Bibcode : 1975RSPSB.189..167L. doi : 10.1098/rspb.1975.0051. S2CID  129105448.
  68. ^ Криссансен-Тоттон Дж., Арни Г. Н., Кэтлинг Д. К. (апрель 2018 г.). «Ограничение климата и pH океана ранней Земли с помощью модели геологического цикла углерода». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 115 (16): 4105–4110. arXiv : 1804.00763 . Bibcode : 2018PNAS..115.4105K. doi : 10.1073/pnas.1721296115 . PMC 5910859. PMID  29610313 . 
  69. ^ Arney, Giada N. (март 2019 г.). «Преимущество K-карлика для биосигнатур на экзопланетах с прямыми изображениями». The Astrophysical Journal . 873 (1): L7. arXiv : 2001.10458 . Bibcode :2019ApJ...873L...7A. doi : 10.3847/2041-8213/ab0651 . ISSN  2041-8205.
  70. ^ Benner SA (декабрь 2010 г.). «Определение жизни». Астробиология . 10 (10): 1021–30. Bibcode : 2010AsBio..10.1021B. doi : 10.1089/ast.2010.0524. PMC 3005285. PMID  21162682. 
  71. ^ Национальные академии наук Инженерное дело; Отделение инженерных физических наук; Совет по космическим исследованиям; Комитет по астробиологии Научная стратегия поиска жизни во Вселенной (2019). Читайте «Стратегия астробиологии поиска жизни во Вселенной» на NAP.edu. doi : 10.17226/25252. ISBN 978-0-309-48416-9. PMID  30986006. S2CID  243600456.
  72. ^ ab Zahnle K, Freedman RS, Catling DC (2011-04-01). «Есть ли метан на Марсе?». Icarus . 212 (2): 493–503. Bibcode :2011Icar..212..493Z. doi :10.1016/j.icarus.2010.11.027. ISSN  0019-1035.
  73. ^ Беннер, Стивен А.; Хаттер, Дэниел (2002-02-01). «Фосфаты, ДНК и поиск неземной жизни: модель второго поколения для генетических молекул». Биоорганическая химия . 30 (1): 62–80. doi :10.1006/bioo.2001.1232. PMID  11955003.
  74. ^ Шпачек, Ян; Беннер, Стивен А. (2022-10-01). «Agnostic Life Finder (ALF) для крупномасштабного скрининга марсианской жизни во время дозаправки на месте». Астробиология . 22 (10): 1255–1263. Bibcode : 2022AsBio..22.1255S. doi : 10.1089/ast.2021.0070. ISSN  1531-1074. PMID  35796703.
  75. ^ Беннер, Стивен А. (2017). «Обнаружение дарвинизма из молекул в шлейфах Энцелада, лунах Юпитера и других водных лагунах планет». Астробиология . 17 (9): 840–851. Bibcode : 2017AsBio..17..840B. doi : 10.1089/ast.2016.1611 . ISSN  1531-1074. PMC 5610385. PMID 28665680  . 
  76. ^ Sutton, Mark A.; Burton, Aaron S.; Zaikova, Elena; Sutton, Ryan E.; Brinckerhoff, William B.; Bevilacqua, Julie G.; Weng, Margaret M.; Mumma, Michael J.; Johnson, Sarah Stewart (29.03.2019). «Устойчивость к радиации технологии секвенирования нанопор для обнаружения жизни на Марсе и Европе». Scientific Reports . 9 (1): 5370. Bibcode : 2019NatSR...9.5370S. doi : 10.1038/s41598-019-41488-4 . ISSN  2045-2322. PMC 6441015. PMID 30926841  . 
  77. ^ Краснопольский ВА, Майллард Дж. П., Оуэн ТК (2004-12-01). «Обнаружение метана в марсианской атмосфере: доказательства жизни?». Icarus . 172 (2): 537–547. Bibcode :2004Icar..172..537K. doi :10.1016/j.icarus.2004.07.004. ISSN  0019-1035.
  78. ^ Формисано В, Атрея С, Энкреназ Т , Игнатьев Н, Джуранна М (декабрь 2004 г.). «Обнаружение метана в атмосфере Марса». Наука . 306 (5702): 1758–61. Бибкод : 2004Sci...306.1758F. дои : 10.1126/science.1101732 . PMID  15514118. S2CID  13533388.
  79. ^ ab Mumma MJ, Villanueva GL, Novak RE, Hewagama T, Bonev BP, Disanti MA и др. (февраль 2009 г.). «Мощный выброс метана на Марсе северным летом 2003 г.». Science . 323 (5917): 1041–5. Bibcode :2009Sci...323.1041M. doi : 10.1126/science.1165243 . PMID  19150811. S2CID  25083438.
  80. ^ Краснопольский ВА (2012-01-01). «Поиск метана и верхних пределов этана и SO2 на Марсе». Icarus . 217 (1): 144–152. Bibcode :2012Icar..217..144K. doi :10.1016/j.icarus.2011.10.019. ISSN  0019-1035.
  81. ^ Webster CR, Mahaffy PR, Atreya SK, Flesch GJ, Mischna MA, Meslin PY и др. (январь 2015 г.). "Атмосфера Марса. Обнаружение и изменчивость марсианского метана в кратере Гейла" (PDF) . Science . 347 (6220): 415–7. Bibcode :2015Sci...347..415W. doi :10.1126/science.1261713. PMID  25515120. S2CID  20304810.
  82. ^ Аморосо М., Мерритт Д., Парра Дж. М., Кардесин-Мойнело А., Аоки С., Волькенберг П., Алессандро Ароника, Формисано В., Олер Д. (май 2019 г.). «Независимое подтверждение выброса метана на Марсе и области источника к востоку от кратера Гейла». Nature Geoscience . 12 (5): 326–332. Bibcode :2019NatGe..12..326G. doi :10.1038/s41561-019-0331-9. ISSN  1752-0908. S2CID  134110253.
  83. ^ Webster CR, Mahaffy PR, Atreya SK, Moores JE, Flesch GJ, Malespin C и др. (июнь 2018 г.). «Фоновые уровни метана в атмосфере Марса демонстрируют сильные сезонные колебания». Science . 360 (6393): 1093–1096. Bibcode :2018Sci...360.1093W. doi : 10.1126/science.aaq0131 . PMID  29880682.
  84. ^ Korablev O, Vandaele AC, Montmessin F, Fedorova AA, Trokhimovskiy A, Forget F, et al. (апрель 2019). "No detection of methane on Mars from early ExoMars Trace Gas Orbiter observations" (PDF) . Nature . 568 (7753): 517–520. Bibcode :2019Natur.568..517K. doi :10.1038/s41586-019-1096-4. PMID  30971829. S2CID  106411228.
  85. ↑ Миссия по исследованию газовых примесей на Марсе. Архивировано 21 июля 2011 г. на Wayback Machine (10 сентября 2009 г.).
  86. ↑ Учебное пособие по дистанционному зондированию, раздел 19-13a. Архивировано 21 октября 2011 г. на Wayback Machine — Миссии на Марс в третьем тысячелетии, Николас М. Шорт-старший и др., NASA.
  87. ^ Кэтлинг Д.К., Криссансен-Тоттон Дж., Кианг Нью-Йорк, Крисп Д., Робинсон Т.Д., ДасСарма С. и др. (июнь 2018 г.). «Биосигнатуры экзопланет: основа их оценки». Астробиология . 18 (6): 709–738. arXiv : 1705.06381 . Бибкод : 2018AsBio..18..709C. дои : 10.1089/ast.2017.1737. ПМК 6049621 . ПМИД  29676932. 
  88. ^ Ван И, Тянь Ф, Ли Т, Ху И (2016-03-01). «Об обнаружении оксида углерода как антибиосигнатуры в экзопланетных атмосферах». Icarus . 266 : 15–23. Bibcode :2016Icar..266...15W. doi :10.1016/j.icarus.2015.11.010. ISSN  0019-1035.
  89. ^ Sholes SF, Krissansen-Totton J, Catling DC (май 2019). "2 как потенциальные антибиосигнатуры". Astrobiology . 19 (5): 655–668. arXiv : 1811.08501 . Bibcode : 2019AsBio..19..655S. doi : 10.1089/ast.2018.1835. PMID  30950631. S2CID  96435170.
  90. ^ ab Rothschild, Lynn (сентябрь 2003 г.). «Понять эволюционные механизмы и экологические ограничения жизни». NASA. Архивировано из оригинала 2011-01-26 . Получено 2009-07-13 .
  91. ^ Левин, Г. и П. Страаф. 1976. Биологический эксперимент Viking Labeled Release: промежуточные результаты. Science: том: 194. стр.: 1322-1329.
  92. ^ Чемберс, Пол (1999). Жизнь на Марсе; Полная история . Лондон: Блэндфорд. ISBN 0-7137-2747-0.
  93. ^ Klein HP, Horowitz NH, Levin GV, Oyama VI, Lederberg J, Rich A и др. (октябрь 1976 г.). «Биологическое исследование викингов: предварительные результаты». Science . 194 (4260): 99–105. Bibcode :1976Sci...194...99K. doi :10.1126/science.194.4260.99. PMID  17793090. S2CID  24957458.
  94. ^ ab "Европейское космическое агентство". www.esa.int .
  95. ^ Павлищев, Борис (15 июля 2012 г.). «Программа ExoMars набирает силу». Голос России . Архивировано из оригинала 2012-08-06 . Получено 2012-07-15 .
  96. ^ "Mars Science Laboratory: Mission". NASA/JPL. Архивировано из оригинала 2006-03-05 . Получено 2010-03-12 .
  97. ↑ Чанг, Алисия (9 июля 2013 г.). «Группа: Следующий марсоход должен собрать камни и почву». Associated Press . Получено 12 июля 2013 г.
  98. ^ Шульте, Митч (20 декабря 2012 г.). «Приглашение на подачу заявлений на членство в команде по определению науки для научного марсохода 2020 года» (PDF) . NASA. NNH13ZDA003L.
  99. ^ "Стрекоза". dragonfly.jhuapl.edu . Получено 2019-06-07 .
  100. ^ Dragonfly: Exploring Titan's Surface with a New Frontiers Relocatable Lander. Американское астрономическое общество, встреча DPS № 49, id.219.02. Октябрь 2017 г.
  101. ^ Turtle P, Barnes JW, Trainer MG, Lorenz RD, MacKenzie SM, Hibbard KE, Adams D, Bedini P, Langelaan JW, Zacny K (2017). Dragonfly: Exploring titan's prebiotic organicchemistry and habitability (PDF) . Конференция по лунной и планетарной науке.
  102. ^ Fortes AD (2000-08-01). «Экзобиологические последствия возможного океана аммиака и воды внутри Титана». Icarus . 146 (2): 444–452. Bibcode :2000Icar..146..444F. doi :10.1006/icar.2000.6400. ISSN  0019-1035.
  103. ^ Grasset O, Sotin C, Deschamps F (2000-06-01). «О внутренней структуре и динамике Титана». Planetary and Space Science . 48 (7): 617–636. Bibcode : 2000P&SS...48..617G. doi : 10.1016/S0032-0633(00)00039-8. ISSN  0032-0633.
  104. ↑ JPL/NASA (3 апреля 2013 г.). «Команда NASA исследует сложную химию на Титане». Phys.org . Получено 07.06.2019 .
  105. ^ Десаи, Рави (27 июля 2017 г.). «Спутник Сатурна Титан может быть пристанищем для простых форм жизни — и раскрыть, как организмы впервые сформировались на Земле». The Conversation . Получено 2019-06-07 .
  106. ^ Gudipati MS, Jacovi R, Couturier-Tamburelli I, Lignell A, Allen M (2013-04-03). "Фотохимическая активность конденсированной дымки на малых высотах Титана". Nature Communications . 4 : 1648. Bibcode : 2013NatCo...4.1648G. doi : 10.1038/ncomms2649 . PMID  23552063.
  107. ^ "Europa Clipper". www.jpl.nasa.gov . Получено 2019-06-07 .
  108. ^ Smith BA, Soderblom LA, Johnson TV, Ingersoll AP, Collins SA, Shoemaker EM и др. (июнь 1979 г.). «Система Юпитера глазами Вояджера 1». Science . 204 (4396): 951–72. Bibcode :1979Sci...204..951S. doi :10.1126/science.204.4396.951. PMID  17800430. S2CID  33147728.
  109. ^ Kivelson MG, Khurana KK, Russell CT, Volwerk M, Walker RJ, Zimmer C (август 2000 г.). «Измерения магнитометра Галилео: более веские основания для подповерхностного океана на Европе». Science . 289 (5483): 1340–3. Bibcode :2000Sci...289.1340K. doi :10.1126/science.289.5483.1340. PMID  10958778. S2CID  44381312.
  110. ^ "Хаббл обнаружил выбросы водяного пара из спутника Юпитера Европы". www.spacetelescope.org . Получено 07.06.2019 .
  111. ^ "Фотокомпозитный снимок предполагаемых водяных шлейфов на Европе". www.spacetelescope.org . Получено 07.06.2019 .
  112. ^ Филлипс К. Б., Паппалардо Р. Т. (2014-05-20). «Концепция миссии Europa Clipper: исследование океанического спутника Юпитера». Eos, Transactions American Geophysical Union . 95 (20): 165–167. Bibcode : 2014EOSTr..95..165P. doi : 10.1002/2014EO200002 .
  113. ^ Porco CC, Helfenstein P, Thomas PC, Ingersoll AP, Wisdom J, West R и др. (март 2006 г.). «Cassini наблюдает активный южный полюс Энцелада» (PDF) . Science . 311 (5766): 1393–401. Bibcode :2006Sci...311.1393P. doi :10.1126/science.1123013. PMID  16527964. S2CID  6976648.
  114. ^ "Энцелад проливает воду на Сатурн". Европейское космическое агентство . 26 июля 2011 г. Получено 07.06.2019 .
  115. ^ Postberg F, Schmidt J, Hillier J, Kempf S, Srama R (июнь 2011 г.). «Резервуар соленой воды как источник стратифицированного по составу шлейфа на Энцеладе». Nature . 474 (7353): 620–2. Bibcode :2011Natur.474..620P. doi :10.1038/nature10175. PMID  21697830. S2CID  4400807.
  116. ^ "Cassini берет образцы ледяных брызг водяных струй Энцелада". Европейское космическое агентство . 22 июня 2011 г. Получено 07.06.2019 .
  117. ^ Witze, Alexandra (2014). «Ледяной Энцелад скрывает водный океан». Nature News . doi :10.1038/nature.2014.14985. S2CID  131145017.
  118. ^ Иесс, Л.; Стивенсон, диджей; Паризи, М.; Хемингуэй, Д.; Джейкобсон, РА; Лунин, Джонатан И.; Ниммо, Ф.; Армстронг, JW; Асмар, Юго-Запад; Дуччи, М.; Тортора, П. (4 апреля 2014 г.). «Гравитационное поле и внутренняя структура Энцелада» (PDF) . Наука . 344 (6179): 78–80. Бибкод : 2014Sci...344...78I. дои : 10.1126/science.1250551. PMID  24700854. S2CID  28990283.
  119. ^ Амос, Джонатан (2014-04-03). "Спутник Сатурна скрывает 'великое озеро'" . Получено 2019-06-07 .
  120. ^ Рех, К.; Спилкер, Л.; Лунин, Джонатан И.; Уэйт-младший, Джек Хантер; Кейбл, МЛ; Постберг, Фрэнк; Кларк, К. (март 2016 г.). «Искатель жизни на Энцеладе: поиск жизни на пригодной для жизни Луне». 2016 IEEE Aerospace Conference . стр. 1–8. doi :10.1109/AERO.2016.7500813. ISBN 978-1-4673-7676-1. S2CID  22950150.
  121. ^ Кларк, Стивен (2015-04-06). «Различные направления рассматриваются для нового межпланетного зонда». Spaceflight Now . Получено 2019-06-07 .
  122. ^ "Будущие планетарные исследования: предлагаемые новые рубежи миссий". Будущие планетарные исследования . 2017-08-04. Архивировано из оригинала 2017-09-20 . Получено 2019-06-07 .
  123. ^ "EOA – Органический анализатор Энцелад" . Получено 2019-06-07 .
  124. ^ Константинидис, Константинос; Флорес Мартинес, Клаудио Л.; Дахвальд, Бернд; Ондорф, Андреас; Дикта, Пол; Бовиц, Паскаль; Рудольф, Мартин; Дигель, Илья; Ковальски, Джулия; Фойгт, Константин; Фёрстнер, Роджер (январь 2015 г.). «Миссия посадочного модуля по исследованию подледниковой воды на спутнике Сатурна Энцеладе в поисках жизни». Acta Astronautica . 106 : 63–89. Bibcode : 2015AcAau.106...63K. doi : 10.1016/j.actaastro.2014.09.012.
  125. ^ "E2T - Исследователь Энцелада и Титана". E2T - Исследователь Энцелада и Титана . Получено 2019-06-07 .
  126. ^ Voosen, Paul (2017-01-04). "Обновлено: NASA запускает миссии к крошечному металлическому миру и троянцам Юпитера". Наука | AAAS . Получено 2019-06-07 .
  127. ^ Sotin C, Altwegg K , Brown RH, Hand K, Lunine JI, Soderblom J, Spencer J, Tortora P, JET Team (2011). JET: Путешествие к Энцеладу и Титану . 42-я конференция по науке о Луне и планетах. стр. 1326. Bibcode : 2011LPI....42.1326S.
  128. ^ Tsou P, Brownlee DE, McKay CP, Anbar AD, Yano H, Altwegg K и др. (август 2012 г.). "LIFE: Life Investigation For Enceladus A Sample Return Mission Concept in Search for Evidence of Life". Astrobiology . 12 (8): 730–42. Bibcode : 2012AsBio..12..730T. doi : 10.1089/ast.2011.0813. PMID  22970863. S2CID  34375065.
  129. ^ MacKenzie SM, Caswell TE, Phillips-Lander CM, Stavros EN, Hofgartner JD, Sun VZ, Powell KE, Steuer CJ, O'Rourke JG, Dhaliwal JK, Leung CW (2016-09-15). "Концептуальная миссия THEO: Проверка обитаемости океана Энцелада". Advances in Space Research . 58 (6): 1117–1137. arXiv : 1605.00579 . Bibcode : 2016AdSpR..58.1117M. doi : 10.1016/j.asr.2016.05.037. ISSN  0273-1177. S2CID  119112894.
  130. ^ Sherwood B (2016-09-01). «Стратегическая карта для исследования мира-океана Энцелад». Acta Astronautica . Безопасность космических полетов. 126 : 52–58. Bibcode :2016AcAau.126...52S. doi :10.1016/j.actaastro.2016.04.013. ISSN  0094-5765. S2CID  112827329.
  131. ^ Anglada-Escudé, Guillem; Amado, Pedro J.; Barnes, John; et al. (2016). «Кандидат в планеты земного типа на умеренной орбите вокруг Проксимы Центавра». Nature . 536 (7617): 437–440. arXiv : 1609.03449 . Bibcode :2016Natur.536..437A. doi :10.1038/nature19106. PMID  27558064. S2CID  4451513.
  132. ^ Meadows VS, Arney GN, Schwieterman EW, Lustig-Yaeger J, Lincowski AP, Robinson T и др. (февраль 2018 г.). «Обитаемость Проксимы Центавра b: состояния окружающей среды и дискриминанты наблюдений». Astrobiology . 18 (2): 133–189. arXiv : 1608.08620 . Bibcode :2018AsBio..18..133M. doi :10.1089/ast.2016.1589. PMC 5820795 . PMID  29431479. 
  133. ^ "Как быстро может ехать Джуно?". Миссия Джуно . Получено 08.06.2019 .
  134. ^ Lincowski AP, Meadows VS, Lustig-Yaeger J (2019-05-17). "Обнаруживаемость и характеристика атмосфер экзопланеты TRAPPIST-1 с помощью JWST". The Astronomical Journal . 158 (1): 27. arXiv : 1905.07070v1 . Bibcode : 2019AJ....158...27L. doi : 10.3847/1538-3881/ab21e0 . S2CID  158046684.
  135. ^ Crossfield IJ (2016-04-21). «Атмосферы экзопланет и гигантские наземные телескопы». arXiv : 1604.06458v1 [astro-ph.IM].