7 августа 1996 года, для большинства, остался обычным днём. Однако, если бы события развивались иначе, он мог бы войти в историю человечества. В 13:15 президент США Билл Клинтон обратился к нации из Белого дома с потенциальным открытием жизни в марсианском метеорите. «Если это открытие подтвердится», — заявил он, — «это, несомненно, станет одним из самых потрясающих открытий во Вселенной, когда-либо сделанных наукой».
Утверждение оказалось неубедительным, присоединившись к длинному списку неподтверждённых заявлений о внеземной жизни. Лишь несколько лет назад обнаружение газа фосфина в атмосфере Венеры вызвало волнение, которое вскоре сменилось скептицизмом. В 2017 году Ави Лоэб из Гарвардского университета предположил, что межзвёздный объект ʻOumuamua был инопланетной технологией, утверждение, которое остаётся спорным.
С учётом предстоящих миссий, которые должны предоставить данные с других планет, частота таких потенциальных открытий, вероятно, возрастёт. Это поднимает важный вопрос: как мы оцениваем доказательства внеземной жизни, когда они неизбежно появятся? Данное руководство описывает наиболее вероятные сценарии первого контакта, от слабых химических сигнатур до окаменелых микробов. Оно служит научной основой для оценки вероятности доказательств, когда заголовки провозглашают, что мы не одиноки.
Сценарий 1: Биосигнатуры в атмосферах экзопланет
Одним из наиболее вероятных первых признаков внеземной жизни могут быть не видимые организмы, а скорее обнаружение определённых газов в атмосферах далёких экзопланет. Жизнь на Земле радикально изменила свою собственную атмосферу, оставив химические следы в виде газов, производимых микробами, растениями и людьми. Если аналогичные процессы происходят где-либо ещё, телескопы могут обнаружить излучение, поглощаемое и излучаемое молекулами, выдыхаемыми внеземными организмами.
Однако, различать биологические сигнатуры и геологические процессы сложно. Газы, такие как углекислый газ и водяной пар, могут иметь как биологическое, так и геологическое происхождение. Истинные биосигнатуры, хотя и труднее объяснить без жизни, всё же сложно окончательно доказать как биологические.
В 2023 году исследователи под руководством Никку Мадхусудана из Кембриджского университета обнаружили предварительные признаки диметилсульфида (DMS) в данных, полученных с космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) при анализе экзопланеты K2-18b. На Земле DMS вырабатывается исключительно морским планктоном и бактериями. Дальнейшие данные подтвердили это открытие с обнаружением диметилдисульфида (DMDS). Несмотря на эти сигналы, Мадхусудан предостерегает, что они пока не являются окончательными.
Скептики, такие как Эндрю Рашби из Университетского колледжа Лондона, утверждают, что такие обнаружения могут быть ненадежными. Его команда создаёт атмосферные модели для проверки их достоверности, рассматривая альтернативные объяснения, такие как небиологические процессы на K2-18b. Состав планеты — содержит ли она жидкую воду — остаётся неопределённым, что ещё больше усложняет анализ.
Для укрепления утверждений необходимы множественные независимые наблюдения. Обнаружение дополнительных биологически производимых газов, таких как кислород и метан, может укрепить результаты. Как отмечает Мадхусудан, стандарты доказательства экстраординарных заявлений не должны отличаться от тех, которые применяются к другим астрономическим явлениям, таким как подтверждение существования чёрных дыр.
Вероятность обнаружения внеземной жизни: 1/10.
Сценарий 2: Биологические молекулы в океанах ледяных спутников
В течение следующих 50 лет человечество, вероятно, отправит разведывательные миссии к Европе (спутнику Юпитера) и Энцеладу (спутнику Сатурна). Эти ледяные спутники содержат огромные подземные океаны, которые, возможно, кишат жизнью, поддерживаемой химической энергией, возникающей при взаимодействии горных пород и воды. Посадочный модуль, оснащённый буром, сможет извлечь образцы воды и вернуть их на Землю.
Однако обратный путь сложен и занимает много времени. Что, если жизнь можно было бы обнаружить на месте? Нозаир Хаваджа из Свободного университета Берлина разрабатывает приборы для миссии Europa Clipper от NASA, чтобы сделать именно это. Его команда ранее обнаружила сложные органические соединения в струях, извергающихся из Энцелада в 2018 году.
Несмотря на то, что точный состав этих молекул остаётся неясным, они напоминают гуминовые кислоты, обнаруженные в земной почве, которые поддерживают микробную жизнь. Проблема в том, что радиация также может генерировать подобные соединения на ледяных поверхностях. Исследования Хаваджи показывают, что молекулы происходят из недр спутников, защищённых от радиации.
Если Европа также будет демонстрировать струи, Europa Clipper сможет анализировать их на более низких скоростях, чтобы сохранить хрупкие молекулы, такие как ДНК. Команда Хаваджи разрабатывает приборы для обнаружения комбинаций аминокислот и жирных кислот с соответствующей хиральностью — предпочтением лево- или правосторонней ориентации, наблюдаемой в биологических системах.
Однако даже эти находки потребуют подтверждения последующими миссиями. Европейское космическое агентство (ESA) отправит зонд Rosalind Franklin в 2028 году, который будет бурить глубже под землю, где жизнь с большей вероятностью выживет под воздействием радиации. Его масс-спектрометр проанализирует аминокислоты и сложные молекулы, оценив их хиральность и изотопные соотношения, чтобы исключить земное загрязнение.
Вероятность обнаружения внеземной жизни: 4/10.
Сценарий 3: Древние следы жизни на Марсе
Марс остаётся нашим лучшим шансом найти доказательства прошлой жизни. Марсоход Perseverance уже поместил образцы в кратере Езеро, которые будут извлечены в 2030-х годах. Один из образцов, получивший название Cheyava Falls, содержит обесцвеченные пятна, напоминающие те, которые образуются микробами на Земле, использующими железо для получения энергии.
Хотя геохимические реакции также могут создавать эти пятна, их присутствие поднимает вопрос о прошлой биологической активности. Perseverance также обнаружил органические молекулы, но их точную природу можно будет определить только в земных лабораториях. Исследователи будут искать полициклические липиды — устойчивые компоненты клеточных мембран — и оценивать соотношение чётных чисел углерода, которое жизнь имеет тенденцию благоприятствовать.
Аминокислоты были обнаружены в негостеприимных средах, таких как кометы, поэтому необходимы многочисленные доказательства. Марсоход Rosalind Franklin, который стартует в 2028 году, будет бурить глубже под землю и анализировать образцы на предмет хиральности и изотопных соотношений, чтобы исключить сигналы, исходящие с Земли.
Если признаки жизни будут обнаружены, потребуются дальнейшие миссии для их подтверждения. Поиск внеземной жизни — долгосрочный проект, который может занять десятилетия, чтобы получить окончательные результаты.
Вероятность обнаружения внеземной жизни: 6/10.
В конечном итоге окончательные доказательства внеземной жизни, скорее всего, появятся поэтапно, требуя строгой научной оценки и подтверждающих доказательств. Ключ в том, чтобы избегать преждевременных выводов и требовать высокого уровня уверенности, прежде чем заявлять, что мы не одиноки.
