Работа, размещенная на сервере препринтов arXiv, представляет количественный подход к оценке обитаемости планет и спутников. Команда исследователей под руководством астрофизика и астробиолога с более чем 20-летним опытом изучения экзопланет разработала систему, способную сопоставлять условия на потенциально пригодных для жизни мирах с потребностями конкретных организмов, известных или гипотетических.
Вместо того, чтобы просто классифицировать планету как обитаемую или нет, ученые предложили задавать более точный вопрос: могут ли условия на этом объекте, с учетом текущих знаний, поддерживать существование определенного типа жизни. Подход разработан в рамках проекта Alien Earths, поддерживаемого NASA, и объединяет экспертов из крупнейшей исследовательской сети NExSS — астробиологов, химиков, экзопланетологов и экологов.
Модель, получившая название «количественная структура обитаемости», основана на сравнении двух компонентов. Первый — «модель организма» — включает сведения о том, какие физические и химические условия необходимы для выживания конкретного организма. Второй — «модель среды обитания» — строится по данным наблюдений, например, температуре, наличию воды, давлению, химическому составу атмосферы.
Важно, что модель учитывает неопределенности как в данных, полученных с помощью телескопов, так и в самих биологических допущениях. Например, мы можем быть уверены лишь на 88%, что в атмосфере экзопланеты действительно есть водяной пар. Тем не менее система позволяет рассчитать вероятность совместимости среды и организма, даже если информации немного.
Команда уже протестировала подход, моделируя существование земных экстремофилов в условиях недр Марса, океанов Европы и Энцелада, а также на некоторых известных экзопланетах. Это дало обнадеживающие результаты и позволило выстроить приоритеты для будущих наблюдений. Следующим шагом станет создание базы данных земных организмов, способных выживать в экстремальных условиях, и добавление моделей потенциальной инопланетной жизни.
Количественная структура может использоваться как инструмент для планирования миссий: например, она помогает решить, стоит ли исследовать подповерхностные районы Марса или направить телескопы на конкретную планету. Кроме того, если в атмосфере планеты будет зафиксирован возможный биомаркер, модель сможет оценить, насколько вероятно, что он действительно связан с жизнью, а не с небиологическими процессами.
Интересно, что поиски жизни на далеких планетах не ограничиваются только оценкой обитаемости по базовым параметрам — ученые все активнее обращают внимание на специфические биомаркеры, которые могут указывать на присутствие живых организмов в необычных условиях. Подробнее об этом перспективном направлении и возможных признаках жизни на океанических мирах вы можете узнать в следующей статье.