stringtranslate.com

Биосигнатура

Биосигнатура (иногда называемая химическим ископаемым или молекулярным ископаемым ) — это любое вещество (например, элемент, изотоп , молекула или явление  ), которое предоставляет научные доказательства прошлой или настоящей жизни на планете. [1] [2] [3] Измеримые атрибуты жизни включают ее сложные физические или химические структуры, использование свободной энергии и производство биомассы и отходов .

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

Типы

В целом биосигнатуры можно сгруппировать в десять широких категорий: [4]

  1. Изотопные закономерности: изотопные данные или закономерности, требующие биологических процессов.
  2. Химия : Химические свойства, требующие биологической активности.
  3. Органическое вещество : Органические вещества, образующиеся 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 сформированные цементы, микротекстуры, микрофоссилии и пленки.
  6. Макроскопические физические структуры и текстуры: структуры, которые указывают на микробные экосистемы, биопленки (например, строматолиты ) или окаменелости более крупных организмов.
  7. Временная изменчивость: изменения во времени атмосферных газов, отражательной способности или макроскопического внешнего вида, указывающие на присутствие жизни.
  8. Характеристики поверхностного отражения: крупномасштабные особенности отражения, обусловленные биологическими пигментами, можно обнаружить удаленно.
  9. Атмосферные газы: газы, образующиеся в результате метаболических и/или водных процессов, которые могут присутствовать в масштабах всей планеты.
  10. Техносигнатуры : подписи, указывающие на технологически развитую цивилизацию. [5]

Жизнеспособность

Определение того, стоит ли исследовать потенциальную биосигнатуру, является фундаментально сложным процессом. Ученые должны рассмотреть любые возможные альтернативные объяснения, прежде чем прийти к выводу, что что-то является истинной биосигнатурой. Такое рассмотрение предполагает исследование мельчайших деталей, которые делают другие планеты уникальными, и понимание случаев отклонения от ожидаемых небиологических процессов, происходящих на планете. В случае планеты с жизнью эти различия могут быть чрезвычайно малы или вообще отсутствовать, что усложняет обнаружение биосигнатуры. Годы научных исследований привели к выработке трех критериев, которым должна соответствовать потенциальная биосигнатура, чтобы считаться жизнеспособной для дальнейших исследований: надежность, живучесть и обнаруживаемость. [6] [7] [8] [9]

Ложноположительные механизмы для кислорода в различных сценариях развития планеты. Молекулы в каждом большом прямоугольнике представляют собой основные составляющие спектра атмосферы планеты. Молекулы, обведенные желтым цветом, представляют собой молекулы, которые помогут подтвердить ложноположительную биосигнатуру, если они будут обнаружены. Кроме того, молекулы, перечеркнутые красным, помогут подтвердить ложноположительную биосигнатуру, если они не будут обнаружены. Мультфильм адаптирован из книги Виктории Медоуз «Кислород как исследование биосигнатуры» 2018 года. [9]

Надежность

Биосигнатура должна иметь возможность доминировать над всеми другими процессами, которые могут создавать аналогичные физические, спектральные и химические характеристики. При исследовании потенциальной биосигнатуры ученые должны тщательно учитывать 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 одни из самых ранних известных процессов метаболизма (см. метаногенез ). [10] [11] В таком случае ученые могли бы искать неравновесие в геохимическом цикле, которое указывало бы на то, что реакция происходит чаще или реже, чем следовало бы. Такое неравновесие можно интерпретировать как признак жизни. [11]

Живучесть

Биосигнатура должна сохраняться достаточно долго, чтобы зонд, телескоп или человек могли ее обнаружить. Следствием использования биологическим организмом метаболических реакций для получения энергии является образование метаболических отходов . Кроме того, структура организма может сохраниться в виде окаменелостей , и мы знаем, что возраст некоторых окаменелостей на Земле достигает 3,5 миллиардов лет . [12] [13] Эти побочные продукты могут стать отличными биосигнатурами, поскольку они являются прямым доказательством существования жизни. Однако для того, чтобы быть жизнеспособной биосигнатурой, побочный продукт должен впоследствии оставаться нетронутым, чтобы ученые могли его обнаружить.

Обнаруживаемость

Биосигнатура должна быть обнаружена с помощью современных технологий, чтобы иметь значение для научных исследований. Это кажется очевидным утверждением, однако существует множество сценариев, в которых жизнь может присутствовать на планете, но оставаться необнаружимой из-за ограничений, вызванных деятельностью человека.

Ложные срабатывания

Каждая возможная биосигнатура связана со своим собственным набором уникальных ложноположительных механизмов или небиологических процессов, которые могут имитировать обнаруживаемые особенности биосигнатуры. Важным примером является использование кислорода в качестве биосигнатуры. На Земле большая часть жизни сосредоточена вокруг кислорода. Это побочный продукт фотосинтеза , который 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 он теряет много воды. [14] [15] [16] Обнаружение и отличие биосигнатуры от ее потенциальных ложноположительных механизмов является одной из самых сложных частей тестирования на жизнеспособность, поскольку она зависит от человеческой изобретательности, чтобы сломать абиотически-биологическое вырождение, если позволяет природа.

Ложноотрицательные 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 постоянная проблема и область исследований в рамках подготовки к созданию будущих телескопов, которые будут способны наблюдать экзопланетные атмосферы.

Человеческие ограничения

Есть много способов, которыми люди могут ограничить жизнеспособность потенциальной биосигнатуры. Разрешение телескопа становится важным при проверке некоторых ложноположительных механизмов, и многие современные телескопы не имеют возможности наблюдать с разрешением, необходимым для исследования некоторых из них. Кроме того, над зондами и телескопами работают огромные коллаборации ученых с разными интересами. В результате новые зонды и телескопы оснащены множеством инструментов, которые являются компромиссом с уникальными возможностями каждого. Чтобы учёные другого типа могли обнаружить что-то, не связанное с биосигнатурами, возможно, придётся пожертвовать способностью инструмента искать биосигнатуры. [18]

Общие примеры

Геомикробиология

Электронная микрофотография микрокаменелостей из керна отложений, полученная в рамках Программы глубоководного бурения.

Древние записи на Земле дают возможность увидеть, какие геохимические следы создаются микробной жизнью и как эти следы сохраняются в течение геологического времени. Некоторые смежные дисциплины, такие как геохимия , геобиология и геомикробиология , часто используют биосигнатуры, чтобы определить, присутствуют ли или присутствовали ли в образце живые организмы . Эти возможные биосигнатуры включают: (а) микроокаменелости и строматолиты ; (б) молекулярные структуры ( биомаркеры ) и изотопный состав углерода, азота и водорода в органическом веществе ; (в) множественные соотношения изотопов серы и кислорода в минералах; и (г) соотношение содержания и изотопный состав чувствительных к редокс металлов (например, Fe, Mo, Cr и редкоземельных элементов). [19] [20]

Например, определенные жирные кислоты , измеренные в образце, могут указывать, 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» . Другой пример — наличие в почвах или отложениях липидов с прямой цепью в виде алканов , спиртов и жирных кислот с 20–36 атомами углерода . Залежи торфа указывают на то, что они произошли из эпикутикулярного воска высших растений .

Жизненные процессы могут создавать 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 в породах особенности, указывающие на биосигнатуры. Например, бактериальные поры микрометрового размера в карбонатных породах в проходящем свете напоминают включения, но имеют разные размеры, форму и рисунок (закрученный или дендритный) и распределяются иначе, чем обычные жидкостные включения. [23] Потенциальная биосигнатура — это явление, которое могло быть вызвано жизнью, но для которого также возможно альтернативное абиотическое происхождение.

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 потенциально могут указывать на наличие прошлой или настоящей жизни. Например, микроскопические кристаллы магнетита в марсианском метеорите ALH84001 [25] [26] [27] являются одним из наиболее долго обсуждаемых потенциальных биосигнатур этого образца. [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 слишком малы, чтобы быть окаменевшими клетками . [29] Консенсус, который возник в результате этих дискуссий и теперь рассматривается как важнейшее требование, заключается в требовании дополнительных доказательств в дополнение к любым морфологическим данным, подтверждающим такие необычные утверждения. [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 соединение не докажет, что жизнь когда-то существовала. Скорее, это будут отличительные закономерности, присутствующие в любых органических соединениях, свидетельствующие о процессе отбора. [33] Например, мембранные липиды , оставленные деградировавшими клетками, будут концентрированными, имеют ограниченный диапазон размеров и содержат четное количество атомов углерода. Точно так же в жизни используются только левосторонние аминокислоты. [33] Однако биосигнатуры не обязательно должны быть химическими, и их также можно определить по характерной магнитной биосигнатуре. [34]

Структуры ярких примеров биомаркеров (нефть), сверху вниз: Пристан, Тритерпан, Стеран, Фитан и Порфирин.

Химические биосигнатуры включают в себя 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 от родительские органические молекулы, присутствующие во всех живых организмах. Это сложные молекулы на основе углерода, полученные из ранее живых организмов . [35] Каждый биомаркер весьма отличается от своих аналогов, поскольку характерно время, необходимое для превращения органического вещества в сырую нефть. [36] Большинство биомаркеров также обычно имеют высокую молекулярную массу . [37]

Некоторыми примерами биомаркеров, обнаруженных в нефти, являются пристан , тритерпаны , стераны , фитан и порфирин . Такие нефтяные биомаркеры производятся путем химического синтеза с использованием биохимических соединений в качестве основных компонентов. Например, тритерпены производятся из биохимических соединений, обнаруженных в наземных покрытосеменных растениях. [38] Обилие нефтяных биомаркеров в небольших количествах в коллекторе или нефтематеринской породе делает необходимым использовать чувствительные и дифференциальные подходы для анализа присутствия этих соединений. Обычно используемые методы включают газовую хроматографию и масс-спектрометрию . [39]

Нефтяные биомаркеры очень важны при обследовании нефти, поскольку они помогают указать территории залегания и определить геологические свойства нефти. Например, они предоставляют более подробную информацию об их зрелости и исходном материале. [40] Кроме того, они также могут быть хорошими показателями возраста, поэтому их технически называют «химическими окаменелостями». [41] Соотношение пристана и фитана (pr:ph) является геохимическим фактором, который позволяет нефтяным биомаркерам быть успешными индикаторами условий их отложения. [42]

Геологи и геохимики используют следы биомаркеров, обнаруженные в сырой нефти и связанных с ней материнских породах , чтобы разгадать стратиграфическое происхождение и закономерности миграции существующих в настоящее время нефтяных месторождений. [43] Дисперсия молекул биомаркеров также весьма различна для каждого типа нефти и ее источника; следовательно, они имеют уникальные отпечатки пальцев. Еще одним фактором, который делает нефтяные биомаркеры более предпочтительными по сравнению с их аналогами, является то, что они обладают высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям и коррозии. [44] Такие биомаркеры очень выгодны и часто используются при обнаружении разливов нефти на основных водных путях. [35] Те же биомаркеры можно использовать для выявления загрязнений в смазочных маслах. [45] Однако можно ожидать, что биомаркерный анализ необработанных шламов даст ошибочные результаты. Это связано с потенциальным загрязнением углеводородами и биоразложением образцов горных пород. [46]

Атмосферный

Свойства атмосфер экзопланет имеют особое значение, поскольку именно атмосфера обеспечивает наиболее вероятные наблюдаемые данные в ближайшем будущем, включая индикаторы обитаемости и биосигнатуры. [47] В течение миллиардов лет процессы жизни на планете приведут к образованию смеси химических веществ, непохожей ни на что, что могло бы образоваться в обычном химическом равновесии. [16] [48] [49] Например, жизнь на Земле генерирует большое количество кислорода и небольшое количество метана .

Цвет экзопланеты — или спектр отражения — также может использоваться в качестве биосигнатуры благодаря воздействию пигментов уникального биологического происхождения, таких как пигменты фототрофных и фотосинтетических форм жизни. [50] [51] [52] [53] [54] Ученые используют Землю в качестве примера, если смотреть на нее издалека (см. «Бледно-голубая точка ») для сравнения с мирами, наблюдаемыми за пределами нашей Солнечной системы. [55] Ультрафиолетовое излучение форм жизни также может вызывать биофлуоресценцию в видимых длинах волн, которую можно обнаружить с помощью разрабатываемых космических обсерваторий нового поколения. [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, совместное присутствие кислорода и метана может указывать на крайнее термохимическое неравновесие, порождаемое жизнью. [60] Двумя из 14 000 наиболее популярных атмосферных биосигнатур являются диметилсульфид и хлорметан ( CH
3Кл ). [49] Альтернативной биосигнатурой является комбинация метана и углекислого газа. [61] [62]

Обнаружение фосфина в атмосфере Венеры исследуется как возможная биосигнатура.

Атмосферное неравновесие

Производство биогенного метана является основным источником потока метана, поступающего с поверхности Земли. Метан имеет фотохимический сток в атмосфере, но будет накапливаться, если его поток достаточно высок. Если в атмосфере другой планеты, особенно у родительской звезды типа G или K, есть обнаруживаемый метан, это можно интерпретировать как жизнеспособную биосигнатуру. [63]

Неравновесие по содержанию газов в атмосфере можно интерпретировать как биосигнатуру. Жизнь сильно изменила атмосферу на Земле таким образом, что никакие другие процессы вряд ли могли бы повториться. Следовательно, отклонение от равновесия является свидетельством биосигнатуры. [64] [65] [66] [67] Например, содержание метана в атмосфере Земли на порядки превышает равновесное значение из-за постоянного потока метана, который излучает жизнь на поверхности. [66] [68] В зависимости от родительской звезды, неравновесие в содержании метана на другой планете может указывать на биосигнатуру. [69]

Агностические биосигнатуры

Поскольку единственная известная форма жизни — это форма жизни на Земле, поиск биосигнатур сильно зависит от продуктов, которые жизнь производит на Земле. Однако жизнь, отличная от жизни на Земле, все же может производить биосигнатуры, которые могут быть обнаружены людьми, хотя об их конкретной биологии ничего не известно. Эта форма биосигнатуры называется «агностической биосигнатурой», поскольку она не зависит 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 своего рода химическое неравновесие, которое можно использовать для метаболизма. [71] [64] [65] Геологические процессы не зависят от жизни, и если ученые смогут достаточно хорошо ограничить геологию на другой планете, тогда они знают, каким должно быть конкретное геологическое равновесие на этой планете. Отклонение от геологического равновесия можно интерпретировать как атмосферное неравновесие и агностическую биосигнатуру.

Антибиосигнатуры

Точно так же, как обнаружение биосигнатуры было бы важным открытием о планете, обнаружение доказательств отсутствия жизни также может быть важным открытием о планете. Жизнь опирается на окислительно-восстановительный дисбаланс для превращения доступных ресурсов в энергию. Доказательства того, что ничто на Земле не пользуется преимуществами «бесплатного обеда», доступного из-за наблюдаемого окислительно-восстановительного дисбаланса, называются антибиосигнатурами. [72]

Полиэлектролиты

Основная статья: Полиэлектролитная теория гена

Полиэлектролитная теория гена представляет собой предлагаемую общую биосигнатуру. В 2002 году Стивен А. Беннер и Дэниел Хаттер предположили, что для того, чтобы линейный генетический биополимер , растворенный в воде, такой как ДНК , мог подвергнуться дарвиновской эволюции в любой точке 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 (CH 4 ) на Марсе – потенциальные источники и поглотители.

Присутствие метана в атмосфере Марса является областью продолжающихся исследований и весьма спорным вопросом. Из-за его склонности к фотохимическому разрушению в атмосфере наличие избытка метана на планете может указывать на то, что там должен быть активный источник. Поскольку жизнь является самым сильным источником метана на Земле, наблюдение неравновесия в содержании метана на другой планете может быть жизнеспособной биосигнатурой. [64] [65]

С 2004 года было несколько случаев обнаружения метана в атмосфере Марса с помощью различных приборов на борту орбитальных аппаратов и наземных спускаемых аппаратов на поверхности Марса, а также наземных телескопов. [77] [78] [79] [80] [81] [82] Эти миссии сообщили о значениях где-то между «фоновым уровнем» в диапазоне от 0,24 до 0,65 частей на миллиард по объему (ppbv) [83] до целых 45 ± 10 частей на миллиард по объему [84]

Однако недавние измерения с использованием инструментов ACS и NOMAD на борту орбитального аппарата ExoMars Trace Gas Orbiter ЕКА-Роскосмоса не смогли обнаружить никакого метана в диапазоне широт и долгот на обоих марсианских полушариях. Эти высокочувствительные инструменты смогли установить верхнюю границу общего содержания метана на уровне 0,05 частей на миллиард по объему [85]. Это необнаружение является серьезным противоречием с тем, что ранее наблюдалось с помощью менее чувствительных инструментов, и останется сильным аргументом в продолжающихся дебатах о присутствии метана. 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. [86] Чтобы исключить биогенное происхождение метана, потребуется будущий зонд или спускаемый аппарат с масс-спектрометром , поскольку изотопные пропорции углерода-12 и углерода-14 в метане позволяют различать биогенное и небиогенное происхождение. , аналогично использованию стандарта δ13C для распознавания биогенного метана на Земле. [87]

Марсианская атмосфера

Марсианская атмосфера содержит большое количество CO и H 2 , образующихся фотохимическим путем , которые являются молекулами-восстановителями. В остальном атмосфера Марса в основном окислительная, что приводит к появлению источника неиспользованной энергии, которую жизнь могла бы использовать, если бы использовала метаболизм, совместимый с одной или обеими этими восстанавливающими молекулами. Поскольку эти молекулы можно наблюдать, ученые используют это как доказательство наличия антибиосигнатуры. [88] [89] Ученые использовали эту концепцию как аргумент против жизни на Марсе. [90]


Миссии внутри Солнечной системы

Астробиологические исследования основаны на предпосылке, что биосигнатуры, обнаруженные в космосе, будут распознаваться как внеземная жизнь . Полезность биосигнатуры определяется не только вероятностью ее создания жизнью, но и маловероятностью ее создания небиологическими (абиотическими) процессами. [91] Для вывода о том, что доказательства существования внеземной формы жизни (в прошлом или настоящем) были обнаружены, необходимо доказать, что возможная биосигнатура была создана деятельностью или остатками жизни. [1] Как и большинство научных открытий, обнаружение биосигнатуры потребует сбора доказательств до тех пор, пока не останется другого объяснения.

Возможные примеры биосигнатуры включают сложные органические молекулы или структуры, образование которых практически невозможно в отсутствие жизни: [91]

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

Миссии « Викингов » на Марс

Миссии «Викингов» на Марс в 1970-х годах провели первые эксперименты, которые были специально разработаны для поиска биосигнатур на другой планете. На каждом из двух посадочных модулей «Викинг» было проведено по три эксперимента по обнаружению жизни , направленных на поиск признаков метаболизма ; однако результаты были объявлены безрезультатными. [22] [92] [93] [94] [95]

Марсианская научная лаборатория

Марсоход Curiosity из миссии Марсианской научной лаборатории со своим марсоходом Curiosity в настоящее время оценивает потенциальную прошлую и настоящую обитаемость марсианской среды и пытается обнаружить биосигнатуры на поверхности Марса. [3] Учитывая пакет полезной нагрузки прибора MSL, в окно обнаружения MSL входят следующие классы биосигнатур: морфология организмов (клетки, окаменелости тела, слепки), биоткани (включая микробные маты), диагностические органические молекулы, изотопные сигнатуры, признаки биоминерализации. биоизменения, пространственные закономерности в химии и биогенные газы. [3] Марсоход Curiosity нацелен на обнажения горных пород , чтобы максимизировать вероятность обнаружения «окаменевшего» органического вещества , сохранившегося в осадочных отложениях.

ЭкзоМарс Орбитальный аппарат

Орбитальный аппарат ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) 2016 года — это марсианский телекоммуникационный орбитальный аппарат и миссия по анализу атмосферных газов. Он доставил посадочный модуль Schiaparelli EDM , а затем начал выходить на его научную орбиту, чтобы составить карту источников метана на Марсе и других газов, и тем самым поможет выбрать место посадки марсохода Розалинд Франклин , который будет запущен в 2022 году . 96] Основная цель миссии марсохода Розалинд Франклин — 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, омывающего поверхность. . [95] [97]

Марс 2020 Ровер

Марсоход Mars 2020 , запущенный в 2020 году, предназначен для исследования астробиологически значимой древней среды Марса, изучения геологических процессов и истории ее поверхности, включая оценку ее прошлой обитаемости , возможности прошлой жизни на Марсе и потенциала сохранения. биосигнатур в доступных геологических материалах. [98] [99] Кроме того, он сохранит наиболее интересные образцы для возможной будущей транспортировки на Землю.

Титан Стрекоза

Концепцию спускаемого аппарата/самолета НАСА Dragonfly [100] планируется запустить в 2025 году. Целью этой миссии будет поиск доказательств биосигнатур на богатой органикой поверхности и атмосфере Титана , а также изучение его возможного пребиотического первичного супа . [101] [102] Титан — крупнейший спутник Сатурна , и широко распространено мнение, что он имеет большой подземный океан, состоящий из соленой воды. [103] [104] Кроме того, ученые полагают, что на Титане могут быть условия, необходимые для развития пребиотической химии, что делает его главным кандидатом на открытие биосигнатуры. [105] [106] [107]

Европа Клипер

Европа Клипер

Зонд НАСА Europa Clipper спроектирован как миссия по облету самого маленького галилеева спутника Юпитера , Европы . [108] Этот зонд, запуск которого запланирован на 2024 год, будет исследовать потенциал обитаемости Европы. Европа является одним из лучших кандидатов на открытие биосигнатур в Солнечной системе из-за научного консенсуса, что она сохраняет подземный океан, объем воды которого в два-три раза превышает объем воды на Земле. Доказательства существования этого подземного океана включают в себя:

Зонд Europa Clipper будет оснащен приборами, которые помогут подтвердить существование и состав подземного океана и толстого слоя льда. Кроме того, он составит карту поверхности для изучения особенностей, которые могут указывать на тектоническую активность подземного океана. [113]

Энцелад

Изображение шлейфов воды и льда, идущих с поверхности Энцелада. Будущие миссии будут исследовать эти гейзеры, чтобы определить их состав и найти признаки жизни.

Хотя четких планов по поиску биосигнатур на шестом по величине спутнике Сатурна , Энцеладе , не существует , перспективы открытия там биосигнатур достаточно захватывающие, чтобы оправдать несколько концепций миссий, которые могут быть профинансированы в будущем. Подобно спутнику Юпитера Европе, существует множество свидетельств существования подземного океана на Энцеладе. Шлейфы водяного пара были впервые обнаружены в 2005 году миссией Кассини [ 114] [115] и позже было установлено, что они содержат соли, а также органические соединения. [116] [117] В 2014 году с помощью гравиметрических измерений на Энцеладе было представлено больше доказательств того, что под ледяной поверхностью на самом деле существует большой резервуар воды. [118] [119] [120] Концепции проектирования миссии включают:

Все эти концептуальные миссии преследуют схожие научные цели: оценить обитаемость Энцелада и найти биосигнатуры в соответствии со стратегической картой исследования океанского мира Энцелада. [131]

Поиск за пределами Солнечной системы

На расстоянии 4,2 световых лет (1,3 парсека , 40 триллионов км или 25 триллионов миль) от Земли находится ближайшая потенциально обитаемая экзопланета — Проксима Центавра b , которая была открыта в 2016 году. [132] [133] Это означает, что для этого потребуется больше Чтобы добраться туда, потребуется более 18 100 лет, если судно сможет постоянно двигаться с такой же скоростью, как космический корабль «Юнона» (250 000 километров в час или 150 000 миль в час). [134] В настоящее время невозможно отправить людей или даже зонды для поиска биосигнатур за пределы Солнечной системы. Единственный способ поиска биосигнатур за пределами Солнечной системы — это наблюдение экзопланет с помощью телескопов.

За пределами Солнечной системы не было никаких правдоподобных или подтвержденных обнаружений биосигнатур. Несмотря на это, это быстро растущая область исследований из-за перспектив появления телескопов следующего поколения. Космический телескоп Джеймса Уэбба , запущенный в декабре 2021 года, станет многообещающим следующим шагом в поисках биосигнатур. Хотя его диапазон длин волн и разрешение не будут совместимы с некоторыми наиболее важными полосами газовых биосигнатур атмосферы, такими как кислород, он все же сможет обнаружить некоторые доказательства механизмов ложноположительных результатов по кислороду. [135]

Новое поколение наземных телескопов 30-метрового класса ( Тридцатиметровый телескоп и Чрезвычайно большой телескоп ) будет иметь возможность снимать спектры атмосфер экзопланет с высоким разрешением на различных длинах волн. [136] Эти телескопы будут способны различать некоторые из наиболее сложных ложноположительных механизмов, таких как абиотическое накопление кислорода посредством фотолиза. Кроме того, их большая площадь сбора обеспечит высокое угловое разрешение, что сделает исследования с использованием прямых изображений более осуществимыми.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc Стил; Красавица; и другие. (26 сентября 2006 г.). «Итоговый отчет Руководящей группы научной группы астробиологической полевой лаборатории MEPAG (AFL-SSG)» (.doc) . Полевая лаборатория астробиологии . США: Группа анализа программы исследования Марса (MEPAG) – НАСА. п. 72.
  2. ^ «Биосигнатура - определение» . Научный словарь . 2011. Архивировано из оригинала 16 марта 2010 г. Проверено 12 января 2011 г.
  3. ^ abc Summons RE, Amend JP, Bish D, Buick R, Cody GD, Des Marais DJ и др. (март 2011 г.). «Сохранение марсианских органических и экологических записей: окончательный отчет рабочей группы по биосигнатурам Марса» (PDF) . Астробиология . 11 (2): 157–81. Бибкод : 2011AsBio..11..157S. дои : 10.1089/ast.2010.0506. hdl : 1721.1/66519 . PMID  21417945. S2CID  9963677. Архивировано из оригинала (PDF) 28 ноября 2019 г. Проверено 22 июня 2013 г.
  4. ^ ab Астробиологическая стратегия НАСА на 2015 год. Архивировано 22 декабря 2016 г. в Wayback Machine . (PDF) , НАСА.
  5. ↑ Фрэнк, Адам (31 декабря 2020 г.). «В поисках внеземной жизни открывается новый рубеж. Причина, по которой мы не нашли жизнь где-либо еще во Вселенной, проста: мы до сих пор не искали ее». Вашингтон Пост . Проверено 1 января 2021 г.
  6. ^ Домагал-Голдман С.Д., Медоуз В.С., Клэр М.В., Кастинг Дж.Ф. (июнь 2011 г.). «Использование биогенных сернистых газов в качестве дистанционно обнаруживаемых биосигнатур на бескислородных планетах». Астробиология . 11 (5): 419–41. Бибкод : 2011AsBio..11..419D. дои : 10.1089/ast.2010.0509. ПМК 3133782 . ПМИД  21663401. 
  7. ^ Сигер С., Шренк М., Бэйнс В. (январь 2012 г.). «Астрофизический взгляд на земные метаболические биосигнатуры газов». Астробиология . 12 (1): 61–82. Бибкод : 2012AsBio..12...61S. дои : 10.1089/ast.2010.0489. hdl : 1721.1/73073 . PMID  22269061. S2CID  18142901.
  8. ^ Медоуз против (октябрь 2017 г.). «2 как биосигнатура в экзопланетных атмосферах». Астробиология . 17 (10): 1022–1052. дои : 10.1089/ast.2016.1578. ПМЦ 5655594 . ПМИД  28443722. 
  9. ^ ab Медоуз В.С., Рейнхард К.Т., Арни Г.Н., Паренто М.Н., Швитерман Э.В., Домагал-Гольдман С.Д. и др. (июнь 2018 г.). «Биосигнатуры экзопланеты: понимание кислорода как биосигнатуры в контексте окружающей среды». Астробиология . 18 (6): 630–662. arXiv : 1705.07560 . Бибкод : 2018AsBio..18..630M. дои : 10.1089/ast.2017.1727. ПМК 6014580 . ПМИД  29746149. 
  10. ^ Вер Ике ХК, Баттерфилд Д.А., Хубер Дж.А., Лилли М.Д., Олсон Э.Дж., Роу К.К. 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. Бибкод : 2012PNAS..10913674V. дои : 10.1073/pnas.1206632109 . ПМК 3427048 . ПМИД  22869718. 
  11. ^ аб Шостак Дж (май 2018 г.). «Как началась жизнь?». Природа . 557 (7704): С13–С15. Бибкод : 2018Natur.557S..13S. дои : 10.1038/d41586-018-05098-w . ПМИД  29743709.
  12. ↑ Университет Нового Южного Уэльса (9 мая 2017 г.). «Самые старые свидетельства жизни на суше обнаружены в австралийских скалах возрастом 3,48 миллиарда лет». Физика.орг . Проверено 12 июня 2019 г.
  13. ^ Уорд, Колин Р.; Уолтер, Малкольм Р.; Кэмпбелл, Кэтлин А.; Кранендонк, Мартин Дж. Ван; Джокич, Тара (9 мая 2017 г.). «Самые ранние признаки жизни на суше сохранились в отложениях горячих источников возрастом около 3,5 млрд лет». Природные коммуникации . 8 : 15263. Бибкод : 2017NatCo...815263D. doi : 10.1038/ncomms15263. ISSN  2041-1723. ПМЦ 5436104 . ПМИД  28486437. 
  14. ^ Люгер Р., Барнс Р. (февраль 2015 г.). «Чрезвычайная потеря воды и накопление абиотического O2 на планетах во всех обитаемых зонах М-карликов». Астробиология . 15 (2): 119–43. arXiv : 1411.7412 . Бибкод : 2015AsBio..15..119L. дои : 10.1089/ast.2014.1231. ПМЦ 4323125 . ПМИД  25629240. 
  15. ^ Вордсворт, Робин; Пьерумбер, Раймонд (1 апреля 2014 г.). «Атмосферы с преобладанием абиотического кислорода на планетах земной обитаемой зоны». Астрофизический журнал . 785 (2): Л20. arXiv : 1403.2713 . Бибкод : 2014ApJ...785L..20W. дои : 10.1088/2041-8205/785/2/L20. S2CID  17414970.
  16. ^ аб Лиссе, Кэри (2020). «Геологически надежная процедура наблюдения за скалистыми экзопланетами, чтобы гарантировать, что обнаружение атмосферного кислорода является современной земной биосигнатурой». Письма астрофизического журнала . 898 (577): Л17. arXiv : 2006.07403 . Бибкод : 2020ApJ...898L..17L. дои : 10.3847/2041-8213/ab9b91 . S2CID  219687224.
  17. ^ Рейнхард, Кристофер Т.; Олсон, Стефани Л.; Швитерман, Эдвард В.; Лайонс, Тимоти В. (апрель 2017 г.). «Ложноотрицательные результаты для дистанционного обнаружения жизни на океанских планетах: уроки ранней Земли». Астробиология . 17 (4): 287–297. arXiv : 1702.01137 . Бибкод : 2017AsBio..17..287R. дои : 10.1089/ast.2016.1598. ПМК 5399744 . ПМИД  28418704. 
  18. ^ Совет, Космические исследования (13 августа 2010 г.). Новые миры, новые горизонты в астрономии и астрофизике. Пресса национальных академий. ISBN 978-0-309-15799-5.
  19. ^ «ПОДПИСИ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ И ЗА ее пределами». Государственный астробиологический исследовательский центр Пенсильвании (PSARC) . Пенсильванский штат. 2009. Архивировано из оригинала 23 октября 2018 г. Проверено 14 января 2011 г.
  20. ↑ Тененбаум, Дэвид (30 июля 2008 г.). «Чтение биосигнатур архейцев». НАСА. Архивировано из оригинала 29 ноября 2014 года . Проверено 23 ноября 2014 г.
  21. ^ «Жирные спирты». Архивировано из оригинала 25 июня 2012 г. Проверено 1 апреля 2006 г.
  22. ^ ab Beegle LW, Wilson MG, Abilleira F, Jordan JF, Wilson GR (август 2007 г.). «Концепция полевой астробиологической лаборатории НАСА на Марсе в 2016 году». Астробиология . 7 (4): 545–77. Бибкод : 2007AsBio...7..545B. дои : 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. Бибкод : 2004Geo....32..781B. дои : 10.1130/G20681.1.
  24. ^ Кренсон М (6 августа 2006 г.). «Спустя 10 лет мало кто верит в жизнь на Марсе». Associated Press (на сайте usatoday.com) . Проверено 6 декабря 2009 г.
  25. ^ ab Маккей Д.С., Гибсон Э.К., Томас-Кепрта К.Л., Вали Х., Романек К.С., Клеметт С.Дж. и др. (август 1996 г.). «Поиски прошлой жизни на Марсе: возможная реликтовая биогенная активность в марсианском метеорите ALH84001». Наука . 273 (5277): 924–30. Бибкод : 1996Sci...273..924M. дои : 10.1126/science.273.5277.924. PMID  8688069. S2CID  40690489.
  26. ^ Фридманн Э.И., Вирчос Дж., Аскасо С., Винкльхофер М. (февраль 2001 г.). «Цепочки кристаллов магнетита в метеорите ALH84001: свидетельства биологического происхождения». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (5): 2176–81. дои : 10.1073/pnas.051514698 . ПМК 30112 . ПМИД  11226212. 
  27. ^ Томас-Кепрта К.Л., Клеметт С.Дж., Базылински Д.А., Киршвинк Дж.Л., Маккей Д.С., Вентворт С.Дж. и др. (февраль 2001 г.). «Усеченные гексаоктаэдрические кристаллы магнетита в ALH84001: предполагаемые биосигнатуры». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (5): 2164–9. дои : 10.1073/pnas.051500898 . ПМК 30110 . ПМИД  11226210. 
  28. ^ Чой CQ (август 2016 г.). «Жизнь на Марсе? 20 лет спустя дебаты по поводу метеорита продолжаются». Space.com . Проверено 7 июня 2019 г.
  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. ^ аб Гарсия-Руис JG (30 декабря 1999 г.). «Морфологическое поведение неорганических систем осадков - инструменты, методы и задачи астробиологии II». Материалы SPIE . Инструменты, методы и задачи астробиологии II. Учеб. SPIE 3755: 74. doi : 10.1117/12.375088. S2CID  84764520. Делается вывод, что «морфологию нельзя однозначно использовать как инструмент обнаружения примитивной жизни».
  31. ^ Агрести; Дом; Джоги; Кудрявцев; Маккиган; Раннегар; Шопф; Вдовяк (3 декабря 2008 г.). «Обнаружение и геохимическая характеристика древнейшей жизни на Земле». Институт астробиологии НАСА . НАСА. Архивировано из оригинала 23 января 2013 года . Проверено 15 января 2013 г.
  32. ^ Шопф Дж.В., Кудрявцев А.Б., Чая А.Д., Трипати А.Б. (28 апреля 2007 г.). «Свидетельства архейской жизни: строматолиты и микроокаменелости» (PDF) . Докембрийские исследования . 158 (3–4): 141–155. Бибкод : 2007PreR..158..141S. doi :10.1016/j.precamres.2007.04.009. Архивировано из оригинала (PDF) 24 декабря 2012 г. Проверено 15 января 2013 г.
  33. ^ аб Казинс, Клэр (5 января 2018 г.). «Ровер мог бы обнаружить жизнь на Марсе – вот что нужно, чтобы доказать это». ФизОрг .
  34. ↑ Уолл, Майк (13 декабря 2011 г.). «Марсианская охота за жизнью может искать магнитные подсказки». Space.com . Проверено 15 декабря 2011 г.
  35. ^ Аб Ван, З.; Стаут, С.; Фингас, М. Экологическая криминалистика , 2006, 7, 105–146.
  36. ^ Стивенс, Дуглас; Сюй, Чанг Самуэль; Ши, Цюань (2013). «Нефтяные биомаркеры, проанализированные методом атмосферной газовой хроматографии и тандемной масс-спектроскопии» (PDF) . Уотерс .
  37. ^ Осадец, КГ; Пасадакис, Н.; Обермайер, М. (2002). «Определение и характеристика композиционных семейств нефти с использованием анализа главных компонентов соотношений состава бензина и насыщенных фракций» (PDF) . Энергия и ресурсы . 1 :3–14.
  38. ^ Сюй, Чанг С.; Уолтерс, Клиффорд; Питерс, Кеннет Э. (2003). Аналитические достижения в области исследований углеводородов . стр. 223–245.
  39. ^ Ниссен, Вильфрид Массачусетс (2001). Современная практика газовой хроматографии-масс-спектрометрии (1-е изд.). стр. 55–94.
  40. ^ Чоссон, П; Ланау, К; Коннан, Дж; Дессорт, Д. (1991). «Биодеградация тугоплавких углеводородных биомаркеров из нефти в лабораторных условиях». Природа . 351 (6328): 640–642. Бибкод : 1991Natur.351..640C. дои : 10.1038/351640a0. PMID  2052089. S2CID  4305795.
  41. ^ Ван, Женди; Стаут, Скотт А. (2007). Экологическая экспертиза разливов нефти: снятие отпечатков пальцев и идентификация источника . стр. 1–53.
  42. ^ Рушди, Мичиган; Эль Нади, ММ; Мостафа, Ю.М.; Эль Генди, Н.Ш.; Али, HR (2010). «Характеристика биомаркеров сырой нефти с некоторых месторождений Суэцкого залива, Египет». Журнал американской науки . 6 (11). S2CID  55952894.
  43. ^ Руководитель, Ян М.; Джонс, Мартин; Лартер, Стив Р. (2003). «Биологическая активность в глубоких недрах и происхождение тяжелой нефти» (PDF) . Природа . 426 (6964): 344–352. Бибкод : 2003Natur.426..344H. дои : 10.1038/nature02134. PMID  14628064. S2CID  4372154.
  44. ^ Эштон, Баффи М.; Восток, Ребекка С.; Уолш, Мод М.; Майлз, Скотт; Обетон, Эдвард Б. (2000). «Изучение и проверка использования химических биомаркеров для идентификации и количественного определения остатков нефти в окружающей среде». Журнал океана и климатических систем : 1–54. S2CID  201925529.
  45. ^ Бигер, Тилман; Привет, Джоселин; Абрахано младший, Теофилу А. (1996). «Нефтяные биомаркеры как индикаторы загрязнения смазочного масла». Бюллетень о загрязнении морской среды . 32 (2): 270–274. Бибкод : 1996MarPB..32..270B. дои : 10.1016/0025-326X(95)00151-C.
  46. ^ Ратнаяке, Амила Сандаруван; Сампей, Ёсиказу (01.06.2019). «Органическая геохимическая оценка индикаторов загрязнения в шламе глубоководных скважин из бассейна Маннар, Шри-Ланка». Журнал разведки и технологии добычи нефти . 9 (2): 989–996. дои : 10.1007/s13202-018-0575-8 . ISSN  2190-0566.
  47. ↑ Гертнер, Джон (15 сентября 2022 г.). «Поиски разумной жизни станут намного интереснее — во Вселенной насчитывается около 100 миллиардов галактик, на которых обитает невообразимое количество планет. И теперь есть новые способы обнаружить на них признаки жизни». Нью-Йорк Таймс . Проверено 15 сентября 2022 г.
  48. ^ «Искусственная жизнь разделяет биосигнатуру с земными собратьями» . Блог физики arXiv . Массачусетский технологический институт. 10 января 2011 г. Архивировано из оригинала 23 октября 2018 г. Проверено 14 января 2011 г.
  49. ^ ab Сигер С., Бэйнс В., Петковски Дж. Дж. (июнь 2016 г.). «К списку молекул как потенциальных биосигнатурных газов для поиска жизни на экзопланетах и ​​приложений к земной биохимии» (PDF) . Астробиология . 16 (6): 465–85. Бибкод : 2016AsBio..16..465S. дои : 10.1089/ast.2015.1404. hdl : 1721.1/109943 . PMID  27096351. S2CID  4350250.
  50. ^ ДасСарма, Шиладитья; Швитерман, Эдвард В. (2018). «Ранняя эволюция фиолетовых пигментов сетчатки на Земле и значение биосигнатур экзопланеты». Международный журнал астробиологии . 20 (3): 1–10. arXiv : 1810.05150 . Бибкод : 2018arXiv181005150D. дои : 10.1017/S1473550418000423. ISSN  1473-5504. S2CID  119341330.
  51. ^ Бердюгина С.В., Кун Дж., Харрингтон Д., Сантл-Темкив Т., Мессерсмит Э.Дж. (январь 2016 г.). «Дистанционное зондирование жизни: поляриметрические сигнатуры фотосинтетических пигментов как чувствительных биомаркеров». Международный журнал астробиологии . 15 (1): 45–56. Бибкод : 2016IJAsB..15...45B. дои : 10.1017/S1473550415000129 .
  52. ^ Хегде С., Паулино-Лима И.Г., 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. Бибкод : 2015PNAS..112.3886H. дои : 10.1073/pnas.1421237112 . ПМЦ 4386386 . ПМИД  25775594. 
  53. ^ Кофилд С (30 марта 2015 г.). «Каталог земных микробов может помочь найти инопланетную жизнь». Space.com . Проверено 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.В., Чарней Б., Арни Дж., Робинсон Т.Д., Медоуз В., Кэтлинг, округ Колумбия (январь 2016 г.). «Является ли бледно-голубая точка уникальной? Оптимизированные фотометрические полосы для идентификации экзопланет, подобных Земле». Астрофизический журнал . 817 (1): 31. arXiv : 1512.00502 . Бибкод : 2016ApJ...817...31K. дои : 10.3847/0004-637X/817/1/31 . S2CID  119211858.
  56. ↑ Корнельский университет (13 августа 2019 г.). «Флуоресцентное свечение может раскрыть скрытую жизнь в космосе». ЭврекАлерт! . Проверено 13 августа 2019 г.
  57. ^ О'Мэлли-Джеймс, Джек Т; Кальтенеггер, Лиза (2019). «Биофлуоресцентные миры - II. Биологическая флуоресценция, вызванная звездными УФ-вспышками, новая временная биосигнатура». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 488 (4): 4530–4545. arXiv : 1608.06930 . Бибкод : 2019MNRAS.488.4530O. дои : 10.1093/mnras/stz1842. S2CID  118394043.
  58. ^ Броги М., Снеллен И.А., де Кок Р.Дж., Альбрехт С., Биркби Дж., де Муидж Э.Дж. (июнь 2012 г.). «Сигнатура орбитального движения с дневной стороны планеты τ Boötis b». Природа . 486 (7404): 502–4. arXiv : 1206.6109 . Бибкод : 2012Natur.486..502B. дои : 10.1038/nature11161. PMID  22739313. S2CID  4368217.
  59. ↑ Манн, Адам (27 июня 2012 г.). «Новый взгляд на экзопланеты поможет в поисках инопланетян» Wired . Проверено 28 июня 2012 г.
  60. ^ Где они? (PDF) Марио Ливио и Джозеф Силк. Физика сегодня , март 2017 г.
  61. ↑ Уолл, Майк (24 января 2018 г.). «Охота за инопланетной жизнью: кислород — не единственный возможный признак жизни». Space.com . Проверено 24 января 2018 г.
  62. ↑ Криссансен-Тоттон Дж., Олсон С., Катлиг, округ Колумбия (24 января 2018 г.). «Неравновесные биосигнатуры в истории Земли и последствия для обнаружения экзопланетной жизни». Достижения науки . 4 (1, eaao5747): eaao5747. arXiv : 1801.08211 . Бибкод : 2018SciA....4.5747K. doi : 10.1126/sciadv.aao5747. ПМЦ 5787383 . ПМИД  29387792. 
  63. ^ Арни, Джада Н. (март 2019 г.). «Преимущество K-карликов для биосигнатур на экзопланетах, полученных прямым изображением». Астрофизический журнал . 873 (1): Л7. arXiv : 2001.10458 . Бибкод : 2019ApJ...873L...7A. дои : 10.3847/2041-8213/ab0651 . ISSN  2041-8205. S2CID  127742050.
  64. ^ abc Lovelock JE (август 1965 г.). «Физическая основа экспериментов по обнаружению жизни». Природа . 207 (997): 568–70. Бибкод : 1965Natur.207..568L. дои : 10.1038/207568a0. PMID  5883628. S2CID  33821197.
  65. ^ abc Хичкок Д.Р., Лавлок Дж.Э. (1967-01-01). «Обнаружение жизни с помощью атмосферного анализа». Икар . 7 (1): 149–159. Бибкод : 1967Icar....7..149H. дои : 10.1016/0019-1035(67)90059-0. ISSN  0019-1035.
  66. ^ аб Криссансен-Тоттон Дж., Бергсман Д.С., Кэтлинг, округ Колумбия (январь 2016 г.). «Об обнаружении биосфер по химическому термодинамическому неравновесию в планетных атмосферах». Астробиология . 16 (1): 39–67. arXiv : 1503.08249 . Бибкод : 2016AsBio..16...39K. дои : 10.1089/ast.2015.1327. PMID  26789355. S2CID  26959254.
  67. ^ Лавлок Джеймс Эфраим; Каплан ИР; Пири Норман Вингейт (6 мая 1975 г.). «Термодинамика и признание чужеродных биосфер». Труды Лондонского королевского общества. Серия Б. Биологические науки . 189 (1095): 167–181. Бибкод : 1975РСПСБ.189..167Л. дои :10.1098/rspb.1975.0051. S2CID  129105448.
  68. ^ Криссансен-Тоттон Дж., Арни Г.Н., Кэтлинг, округ Колумбия (апрель 2018 г.). «Ограничение климата и pH океана ранней Земли с помощью геологической модели углеродного цикла». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 115 (16): 4105–4110. arXiv : 1804.00763 . Бибкод : 2018PNAS..115.4105K. дои : 10.1073/pnas.1721296115 . ПМЦ 5910859 . ПМИД  29610313. 
  69. ^ Арни, Джада Н. (март 2019 г.). «Преимущество K-карликов для биосигнатур на экзопланетах, полученных прямым изображением». Астрофизический журнал . 873 (1): Л7. arXiv : 2001.10458 . Бибкод : 2019ApJ...873L...7A. дои : 10.3847/2041-8213/ab0651 . ISSN  2041-8205.
  70. ^ Беннер С.А. (декабрь 2010 г.). «Определение жизни». Астробиология . 10 (10): 1021–30. Бибкод : 2010AsBio..10.1021B. дои : 10.1089/ast.2010.0524. ПМЦ 3005285 . ПМИД  21162682. 
  71. ^ Национальные академии инженерных наук; Отдел инженерно-физических наук; Совет космических исследований; Комитет по астробиологической научной стратегии поиска жизни во Вселенной (2019). Прочтите «Астробиологическую стратегию поиска жизни во Вселенной» на NAP.edu. дои : 10.17226/25252. ISBN 978-0-309-48416-9. PMID  30986006. S2CID  243600456.
  72. ^ аб Занле К., Фридман Р.С., Кэтлинг, округ Колумбия (01 апреля 2011 г.). «Есть ли на Марсе метан?». Икар . 212 (2): 493–503. Бибкод : 2011Icar..212..493Z. дои : 10.1016/j.icarus.2010.11.027. ISSN  0019-1035.
  73. ^ Беннер, Стивен А.; Хаттер, Дэниел (01 февраля 2002 г.). «Фосфаты, ДНК и поиск внеземной жизни: модель второго поколения генетических молекул». Биоорганическая химия . 30 (1): 62–80. дои : 10.1006/bioo.2001.1232.
  74. ^ Шпачек, Ян; Беннер, Стивен А. (01 октября 2022 г.). «Агностический искатель жизни (ALF) для крупномасштабного обследования марсианской жизни во время дозаправки на месте». Астробиология . 22 (10): 1255–1263. дои : 10.1089/ast.2021.0070. ISSN  1531-1074.
  75. ^ Беннер, Стивен А. (2017). «Обнаружение дарвинизма по молекулам в шлейфах Энцелада, лунах Юпитера и других планетарных водных лагунах». Астробиология . 17 (9): 840–851. дои : 10.1089/ast.2016.1611 . ISSN  1531-1074. ПМК 5610385 . 
  76. ^ Саттон, Марк А.; Бертон, Аарон С.; Зайкова, Елена; Саттон, Райан Э.; Бринкерхофф, Уильям Б.; Бевилаква, Джули Г.; Венг, Маргарет М.; Мама, Майкл Дж.; Джонсон, Сара Стюарт (29 марта 2019 г.). «Радиационная устойчивость технологии секвенирования нанопор для обнаружения жизни на Марсе и Европе». Научные отчеты . 9 (1). дои : 10.1038/s41598-019-41488-4 . ISSN  2045-2322. ПМК 6441015 . 
  77. ^ Краснопольский В.А., Майяр Дж.П., Оуэн Т.К. (01 декабря 2004 г.). «Обнаружение метана в марсианской атмосфере: свидетельства жизни?». Икар . 172 (2): 537–547. Бибкод : 2004Icar..172..537K. дои : 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. ^ Мумма М.Дж., Вильянуэва Г.Л., Новак Р.Э., Хевагама Т., Бонев Б.П., Дисанти М.А. и др. (февраль 2009 г.). «Сильный выброс метана на Марсе северным летом 2003 года». Наука . 323 (5917): 1041–5. Бибкод : 2009Sci...323.1041M. дои : 10.1126/science.1165243 . PMID  19150811. S2CID  25083438.
  80. ^ Краснопольский В.А. (01.01.2012). «Поиск метана и верхних пределов содержания этана и SO2 на Марсе». Икар . 217 (1): 144–152. Бибкод : 2012Icar..217..144K. дои : 10.1016/j.icarus.2011.10.019. ISSN  0019-1035.
  81. ^ Вебстер С.Р., Махаффи П.Р., Атрея С.К., Флеш Г.Дж., Мишна М.А., Меслин П.Ю. и др. (январь 2015 г.). «Атмосфера Марса. Обнаружение и изменчивость марсианского метана в кратере Гейла» (PDF) . Наука . 347 (6220): 415–7. Бибкод : 2015Sci...347..415W. дои : 10.1126/science.1261713. PMID  25515120. S2CID  20304810.
  82. ^ Аморосо М., Мерритт Д., Парра Х.М., Кардесин-Мойнело А., Аоки С., Волкенберг П., Алессандро Ароника, Формисано В., Олер Д. (май 2019 г.). «Независимое подтверждение всплеска метана на Марсе и региона источника к востоку от кратера Гейла». Природа Геонауки . 12 (5): 326–332. Бибкод : 2019NatGe..12..326G. дои : 10.1038/s41561-019-0331-9. ISSN  1752-0908. S2CID  134110253.
  83. ^ Вебстер С.Р., Махаффи П.Р., Атрея С.К., Мурс Дж.Э., Флеш Г.Дж., Малеспин С. и др. (июнь 2018 г.). «Фоновые уровни метана в атмосфере Марса демонстрируют сильные сезонные колебания». Наука . 360 (6393): 1093–1096. Бибкод : 2018Sci...360.1093W. дои : 10.1126/science.aaq0131 . ПМИД  29880682.
  84. ^ Мумма М.Дж., Вильянуэва Г.Л., Новак Р.Э., Хевагама Т., Бонев Б.П., Дисанти М.А. и др. (февраль 2009 г.). «Сильный выброс метана на Марсе северным летом 2003 года». Наука . 323 (5917): 1041–5. Бибкод : 2009Sci...323.1041M. дои : 10.1126/science.1165243 . PMID  19150811. S2CID  25083438.
  85. ^ Кораблев О, Вандаеле AC, Монмессен Ф, Федорова АА, Трохимовский А, Форже Ф и др. (апрель 2019 г.). «По данным ранних наблюдений орбитального аппарата ExoMars Trace Gas Orbiter, метана на Марсе не обнаружено» (PDF) . Природа . 568 (7753): 517–520. Бибкод : 2019Natur.568..517K. дои : 10.1038/s41586-019-1096-4. PMID  30971829. S2CID  106411228.
  86. ^ Миссия по следам газа на Марсе. Архивировано 21 июля 2011 г. в Wayback Machine (10 сентября 2009 г.).
  87. ^ Учебное пособие по дистанционному зондированию, раздел 19-13a. Архивировано 21 октября 2011 г. в Wayback Machine - Миссии на Марс в третьем тысячелетии, Николас М. Шорт-старший и др., НАСА.
  88. ^ 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. 
  89. ^ Ван Ю, Тянь Ф, Ли Т, Ху Ю (01 марта 2016 г.). «Об обнаружении угарного газа как антибиосигнатуры в экзопланетных атмосферах». Икар . 266 : 15–23. Бибкод : 2016Icar..266...15W. дои :10.1016/j.icarus.2015.11.010. ISSN  0019-1035.
  90. ↑ Шоулс С.Ф., Криссансен-Тоттон Дж., Кэтлинг, округ Колумбия (май 2019 г.). «2 как потенциальные антибиосигнатуры». Астробиология . 19 (5): 655–668. arXiv : 1811.08501 . Бибкод : 2019AsBio..19..655S. дои : 10.1089/ast.2018.1835. PMID  30950631. S2CID  96435170.
  91. ^ аб Ротшильд, Линн (сентябрь 2003 г.). «Понять эволюционные механизмы и экологические пределы жизни». НАСА. Архивировано из оригинала 26 января 2011 г. Проверено 13 июля 2009 г.
  92. ^ Левин, Г. и П. Страаф. 1976. Биологический эксперимент с маркировкой «Викинг»: промежуточные результаты. Наука: том: 194. Стр: 1322-1329.
  93. ^ Чемберс, Пол (1999). Жизнь на Марсе; Полная история . Лондон: Бландфорд. ISBN 0-7137-2747-0.
  94. ^ Кляйн Х.П., Горовиц Н.Х., Левин Г.В., Ояма В.И., Ледерберг Дж., Рич А. и др. (октябрь 1976 г.). «Биологическое исследование викингов: предварительные итоги». Наука . 194 (4260): 99–105. Бибкод : 1976Sci...194...99K. дои : 10.1126/science.194.4260.99. PMID  17793090. S2CID  24957458.
  95. ^ AB марсоход ExoMars
  96. ^ Павлищев, Борис (15 июля 2012 г.). «Программа ЭкзоМарс набирает силу». Голос России . Архивировано из оригинала 6 августа 2012 г. Проверено 15 июля 2012 г.
  97. ^ «Марсианская научная лаборатория: Миссия» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 5 марта 2006 г. Проверено 12 марта 2010 г.
  98. ↑ Чанг, Алисия (9 июля 2013 г.). «Панель: Следующий марсоход должен собирать камни и почву». Ассошиэйтед Пресс . Проверено 12 июля 2013 г.
  99. ↑ Шульте, Митч (20 декабря 2012 г.). «Прием заявок на членство в группе по определению науки для марсианского научного марсохода 2020 года» (PDF) . НАСА. ННХ13ЗДА003Л.
  100. ^ "Стрекоза". Dragonfly.jhuapl.edu . Проверено 7 июня 2019 г.
  101. ^ Dragonfly: исследование поверхности Титана с помощью перемещаемого посадочного модуля New Frontiers. Американское астрономическое общество, собрание DPS № 49, идентификатор 219.02. Октябрь 2017.
  102. ^ Черепаха П., Барнс Дж.В., Тренер М.Г., Лоренц Р.Д., Маккензи С.М., Хиббард К.Е., Адамс Д., Бедини П., Лангелаан Дж.В., Закни К. (2017). Стрекоза: изучение пребиотической органической химии и обитаемости титана (PDF) . Лунная и планетарная научная конференция.
  103. ^ Фортес AD (01 августа 2000 г.). «Экзобиологические последствия возможного аммиачно-водного океана внутри Титана». Икар . 146 (2): 444–452. Бибкод : 2000Icar..146..444F. дои : 10.1006/icar.2000.6400. ISSN  0019-1035.
  104. ^ Грассе О, Сотин С, Дешам Ф (01 июня 2000 г.). «О внутреннем строении и динамике Титана». Планетарная и космическая наука . 48 (7): 617–636. Бибкод : 2000P&SS...48..617G. дои : 10.1016/S0032-0633(00)00039-8. ISSN  0032-0633.
  105. ^ Лаборатория реактивного движения/НАСА (3 апреля 2013 г.). «Команда НАСА исследует сложную химию на Титане». Физика.орг . Проверено 7 июня 2019 г.
  106. ↑ Десаи, Рави (27 июля 2017 г.). «Спутник Сатурна Титан может содержать простые формы жизни и показать, как организмы впервые сформировались на Земле». Разговор . Проверено 7 июня 2019 г.
  107. ^ Гудипати М.С., Якови Р., Кутюрье-Тамбурелли И., Лигнелл А., Аллен М. (3 апреля 2013 г.). «Фотохимическая активность низковысотной конденсированной дымки Титана». Природные коммуникации . 4 : 1648. Бибкод : 2013NatCo...4.1648G. дои : 10.1038/ncomms2649 . ПМИД  23552063.
  108. ^ "Европа Клипер". www.jpl.nasa.gov . Проверено 7 июня 2019 г.
  109. ^ Смит Б.А., Содерблом Л.А., Джонсон ТВ, Ингерсолл А.П., Коллинз С.А., Шумейкер Э.М. и др. (июнь 1979 г.). «Система Юпитера глазами путешественника-1». Наука . 204 (4396): 951–72. Бибкод : 1979Sci...204..951S. дои : 10.1126/science.204.4396.951. PMID  17800430. S2CID  33147728.
  110. ^ Кивельсон М.Г., Хурана К.К., Рассел К.Т., Волверк М., Уокер Р.Дж., Циммер С. (август 2000 г.). «Измерения магнитометра Галилео: более веские аргументы в пользу подземного океана на Европе». Наука . 289 (5483): 1340–3. Бибкод : 2000Sci...289.1340K. дои : 10.1126/science.289.5483.1340. PMID  10958778. S2CID  44381312.
  111. ^ «Хаббл обнаруживает водяной пар, исходящий от спутника Юпитера Европы» . www.spacetelescope.org . Проверено 7 июня 2019 г.
  112. ^ "Композитная фотография предполагаемых водяных шлейфов на Европе" . www.spacetelescope.org . Проверено 7 июня 2019 г.
  113. ^ Phillips CB, Паппалардо RT (20 мая 2014 г.). «Концепция миссии Europa Clipper: исследование океанской луны Юпитера». Эос, Труды Американского геофизического союза . 95 (20): 165–167. Бибкод : 2014EOSTr..95..165P. дои : 10.1002/2014EO200002 .
  114. ^ Porco CC, Helfenstein P, Thomas PC, Ingersoll AP, Wisdom J, West R и др. (март 2006 г.). «Кассини наблюдает за активным южным полюсом Энцелада» (PDF) . Наука . 311 (5766): 1393–401. Бибкод : 2006Sci...311.1393P. дои : 10.1126/science.1123013. PMID  16527964. S2CID  6976648.
  115. ^ «Энцелад проливает воду на Сатурн» . Европейское космическое агентство . 26 июля 2011 года . Проверено 7 июня 2019 г.
  116. ^ Постберг Ф., Шмидт Дж., Хиллиер Дж., Кемпф С., Срама Р. (июнь 2011 г.). «Резервуар с соленой водой как источник стратифицированного по составу шлейфа на Энцеладе». Природа . 474 (7353): 620–2. Бибкод : 2011Natur.474..620P. дои : 10.1038/nature10175. PMID  21697830. S2CID  4400807.
  117. ^ "Кассини пробует ледяные брызги водяных шлейфов Энцелада" . Европейское космическое агентство . 22 июня 2011 года . Проверено 7 июня 2019 г.
  118. ^ Витце, Александра (2014). «Ледяной Энцелад скрывает водный океан». Новости природы . дои : 10.1038/nature.2014.14985. S2CID  131145017.
  119. ^ 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.
  120. ^ Амос, Джонатан (3 апреля 2014 г.). «Луна Сатурна скрывает «великое озеро»» . Проверено 7 июня 2019 г.
  121. ^ Рех, К.; Спилкер, Л.; Лунин, Джонатан И.; Уэйт-младший, Джек Хантер; Кабель, МЛ; Постберг, Фрэнк; Кларк, К. (март 2016 г.). «Искатель жизни на Энцеладе: поиск жизни на обитаемой Луне». Аэрокосмическая конференция IEEE 2016 . стр. 1–8. дои : 10.1109/AERO.2016.7500813. ISBN 978-1-4673-7676-1. S2CID  22950150.
  122. ^ Кларк, Стивен (6 апреля 2015 г.). «Различные направления рассматриваются для нового межпланетного зонда». Космический полет сейчас . Проверено 7 июня 2019 г.
  123. ^ «Будущие планетарные исследования: предлагаемые миссии на новых границах» . Будущие планетарные исследования . 04.08.2017. Архивировано из оригинала 20 сентября 2017 г. Проверено 7 июня 2019 г.
  124. ^ "EOA - Органический анализатор Энцелада" . Проверено 7 июня 2019 г.
  125. ^ Константинидис, Константинос; Флорес Мартинес, Клаудио Л.; Дахвальд, Бернд; Ондорф, Андреас; Дикта, Пол; Бовиц, Паскаль; Рудольф, Мартин; Дигель, Илья; Ковальски, Юлия; Фойгт, Константин; Фёрстнер, Роджер (январь 2015 г.). «Миссия спускаемого аппарата по исследованию подледных вод на спутнике Сатурна Энцеладе на предмет существования жизни». Акта Астронавтика . 106 : 63–89. Бибкод : 2015AcAau.106...63K. doi :10.1016/j.actaastro.2014.09.012.
  126. ^ «E2T - Исследователь Энцелада и Титана» . E2T — Исследователь Энцелада и Титана . Проверено 7 июня 2019 г.
  127. ^ Воосен, Пол (4 января 2017 г.). «Обновлено: НАСА запускает миссии к крошечному металлическому миру и троянам Юпитера». Наука | АААС . Проверено 7 июня 2019 г.
  128. ^ Сотин С., Альтвегг К. , Браун Р.Х., Хэнд К., Лунин Дж.И., Содерблом Дж., Спенсер Дж., Тортора П., JET Team (2011). JET: Путешествие на Энцелад и Титан . 42-я конференция по науке о Луне и планетах. п. 1326. Бибкод : 2011LPI....42.1326S.
  129. ^ Цоу П., Браунли Д.Э., Маккей С.П., Анбар А.Д., Яно Х., Альтвегг К. и др. (август 2012 г.). «ЖИЗНЬ: Исследование жизни на Энцеладе. Пример концепции миссии по возвращению в поисках доказательств жизни». Астробиология . 12 (8): 730–42. Бибкод : 2012AsBio..12..730T. дои : 10.1089/ast.2011.0813. PMID  22970863. S2CID  34375065.
  130. ^ Маккензи С.М., Касвелл Т.Э., Филлипс-Ландер К.М., Ставрос Э.Н., Хофгартнер Дж.Д., Сан В.З., Пауэлл К.Э., Стойер С.Дж., О'Рурк Дж.Г., Даливал Дж.К., Люнг К.В. (15 сентября 2016 г.). «Концептуальная миссия THEO: проверка обитаемости океана Энцелада». Достижения в космических исследованиях . 58 (6): 1117–1137. arXiv : 1605.00579 . Бибкод : 2016AdSpR..58.1117M. дои : 10.1016/j.asr.2016.05.037. ISSN  0273-1177. S2CID  119112894.
  131. ^ Шервуд Б (01 сентября 2016 г.). «Стратегическая карта для исследования океана-мира Энцелад». Акта Астронавтика . Безопасность космических полетов. 126 : 52–58. Бибкод : 2016AcAau.126...52S. doi :10.1016/j.actaastro.2016.04.013. ISSN  0094-5765. S2CID  112827329.
  132. ^ Англада-Эскуде, Гиллем; Амадо, Педро Дж.; Барнс, Джон; и другие. (2016). «Кандидат на планету земной группы на умеренной орбите Проксимы Центавра». Природа . 536 (7617): 437–440. arXiv : 1609.03449 . Бибкод : 2016Natur.536..437A. дои : 10.1038/nature19106. PMID  27558064. S2CID  4451513.
  133. ^ Медоуз В.С., Арни Г.Н., Швитерман Э.В., Люстиг-Ягер Дж., Линковски А.П., Робинсон Т. и др. (февраль 2018 г.). «Обитаемость Проксимы Центавра b: состояние окружающей среды и наблюдательные дискриминанты». Астробиология . 18 (2): 133–189. arXiv : 1608.08620 . Бибкод : 2018AsBio..18..133M. дои : 10.1089/ast.2016.1589. ПМК 5820795 . ПМИД  29431479. 
  134. ^ «Как быстро может двигаться Юнона?». Миссия Юнона . Проверено 8 июня 2019 г.
  135. ^ Линковски А.П., Медоуз В.С., Лустиг-Ягер Дж (17 мая 2019 г.). «Обнаруживаемость и характеристика атмосфер экзопланеты TRAPPIST-1 с помощью JWST». Астрономический журнал . 158 (1): 27. arXiv : 1905.07070v1 . Бибкод : 2019AJ....158...27L. дои : 10.3847/1538-3881/ab21e0 . S2CID  158046684.
  136. ^ Кроссфилд IJ (21 апреля 2016 г.). «Атмосферы экзопланет и гигантские наземные телескопы». arXiv : 1604.06458v1 [astro-ph.IM].