NASA spørger:Kender vi livet, når vi ser det?

I det sidste årti, vi har opdaget tusindvis af planeter uden for vores solsystem og har lært, at stenet, tempererede verdener er talrige i vores galakse. Det næste skridt vil involvere at stille endnu større spørgsmål. Kunne nogle af disse planeter være vært for liv? Og hvis ja, vil vi kunne genkende livet andre steder, hvis vi ser det?

En gruppe førende forskere inden for astronomi, biologi og geologi er kommet sammen under NASAs Nexus for Exoplanet System Science, eller NExSS, at gøre status over vores viden i søgen efter liv på fjerne planeter og at lægge grunden til at flytte de relaterede videnskaber fremad.

"Vi bevæger os fra at teoretisere om livet andre steder i vores galakse til en robust videnskab, der til sidst vil give os det svar, vi søger på det dybe spørgsmål:Er vi alene?" sagde Martin Still, en exoplanetforsker ved NASAs hovedkvarter, Washington.

I et sæt af fem review-artikler offentliggjort i sidste uge i det videnskabelige tidsskrift Astrobiologi , NExSS-forskere tog en opgørelse over de mest lovende tegn på liv, kaldet biosignaturer. Papirforfatterne inkluderer fire forskere fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. De overvejede, hvordan man skulle fortolke tilstedeværelsen af ​​biosignaturer, skal vi opdage dem i fjerne verdener. En primær bekymring er at sikre, at videnskaben er stærk nok til at skelne en levende verden fra en gold planet, der er maskeret som én.

Vurderingen kommer, da en ny generation af rum og jordbaserede teleskoper er under udvikling. NASAs James Webb rumteleskop vil karakterisere atmosfærerne i nogle af de første små, klippeplaneter. Der er planer om andre observatorier - såsom Giant Magellan Telescope og Extremely Large Telescope, begge i Chile - til at bære sofistikerede instrumenter, der er i stand til at opdage de første biosignaturer på fjerne verdener.

Gennem deres arbejde med NExSS, forskere sigter mod at identificere de instrumenter, der er nødvendige for at opdage potentielt liv for fremtidige NASA -flagskibsmissioner. Påvisningen af ​​atmosfæriske signaturer af nogle få potentielt beboelige planeter kan muligvis komme før 2030, selvom det vil kræve en mere grundig undersøgelse at afgøre, om planeterne virkelig er beboelige eller have liv.

Da vi ikke vil være i stand til at besøge fjerne planeter og indsamle prøver når som helst snart, lyset, som et teleskop observerer, vil være alt, hvad vi har i søgen efter liv uden for vores solsystem. Teleskoper kan undersøge lyset, der reflekteres fra en fjern verden, for at vise os, hvilke typer gasser der er i atmosfæren og deres "sæsonmæssige" variationer, samt farver som grøn, der kunne indikere liv.

Disse slags biosignaturer kan alle ses på vores frugtbare jord fra rummet, men de nye verdener, vi undersøger, vil adskille sig væsentligt. For eksempel, mange af de lovende planeter, vi har fundet, er omkring køligere stjerner, som udsender lys i det infrarøde spektrum, i modsætning til vores sols høje emission af synligt lys.

"Hvordan ser en levende planet ud?" sagde Mary Parenteau, en astrobiolog og mikrobiolog ved NASAs Ames Research Center i Silicon Valley og en medforfatter. "Vi er nødt til at være åbne for muligheden for, at liv kan opstå i mange sammenhænge i en galakse med så mange forskellige verdener - måske med lilla-farvet liv i stedet for de velkendte grøn-dominerede livsformer på Jorden, for eksempel. Det er derfor, vi overvejer en bred vifte af biosignaturer."

Forskerne hævder, at ilt - gassen produceret af fotosyntetiske organismer på Jorden - forbliver den mest lovende biosignatur af liv andre steder, men det er ikke idiotsikkert. Abiotiske processer på en planet kan også generere ilt. Omvendt en planet, der mangler påviselige niveauer af ilt, kunne stadig være i live - hvilket præcis var tilfældet med Jorden før den globale ophobning af ilt i atmosfæren.

"På den tidlige Jord, vi ville ikke kunne se ilt, trods rigt liv, " sagde Victoria Meadows, en astronom ved University of Washington i Seattle og hovedforfatter på et af artiklerne. "Oxygen lærer os at se, eller ikke ser, en enkelt biosignatur er utilstrækkelig bevis for eller imod liv - den overordnede kontekst har betydning."

I stedet for at måle en enkelt karakteristik, NExSS -forskerne argumenterer for, at vi burde se på en række træk. En planet skal vise sig i stand til at understøtte liv gennem sine træk, og dens moderstjernes.

NExSS-forskerne vil skabe en ramme, der kan kvantificere, hvor sandsynligt det er, at en planet har liv, baseret på alle tilgængelige beviser. Med observation af mange planeter, videnskabsmænd kan begynde at klassificere de "levende verdener", der viser fælles karakteristika for livet, mere bredt, kontra de "ikke-levende verdener."

"Vi vil ikke have et 'ja' eller 'nej' svar på at finde liv andre steder, " sagde Shawn Domagal-Goldman, en astrobiolog ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, og en medforfatter. "Det, vi vil have, er en høj grad af tillid til, at en planet ser ud til at være levende af årsager, der kun kan forklares ved tilstedeværelsen af ​​liv."