NASA може пропускати сліди життя у космосі: що виявили науковці

В усталеному погляді астрофізиків виявили критичний недолік. Ті самі "живі" молекули, включно з амінокислотами (цеглинками для побудови білків), спокійно формуються без будь-якої участі живих організмів - наприклад, у замерзлих надрах метеоритів або поблизу глибоководних термальних джерел.

У чому полягає прихована хімічна пастка?

Останніми роками амінокислоти знаходили і у зразках астероїдного пилу, привезеного з далекого космосу, і у штучних лабораторних сумішах. Саме тому сама по собі знахідка органіки на іншій планеті ніколи не була стовідсотковим доказом. Хімічні процеси у Всесвіті працюють в обидва боки, тим самим заплутуючи вчених.

Гідеон Йоффе, доктор наук із Наукового інституту Вейцмана в Ізраїлі, запропонував вихід із цього глухого кута. Його команда закликає припинити роздивлятися кожну молекулу окремо під мікроскопом. Натомість, вважають вчені, треба оцінювати ширшу картину - прихований статистичний паттерн того, як саме ці молекули розподілені між собою у загальній масі.

Рішення прийшло з несподіваної сфери: математичних моделей, які земні екологи використовують для підрахунку біорізноманіття у лісах та на коралових рифах. Біологи оцінюють здоров'я екосистеми за двома параметрами - скільки видів тут живе і наскільки рівномірно вони розселені. Галявина з 20 видами квітів у рівних пропорціях виглядає для математики геть інакше, ніж поле, де повністю домінує лише один бур'ян.

Який вигляд має "паспорт" позаземного життя?

Саме принцип екологічного підрахунку, описаний вище, вчені успішно адаптували для тестування космічних біосигнатур. Справа у тому, що жива природа демонструє сувору вибірковість, яка абсолютно не притаманна мертвій хімії:

Амінокислоти. У біологічних зразках різні типи амінокислот розподіляються приблизно в однакових, рівномірних обсягах. У неживій хімії реакції завжди створюють величезну купу лише кількох своїх "улюблених" видів, повністю ігноруючи інші.

Жирні кислоти. Тут сигнал працює з точністю до навпаки. Живі організми накопичують жирні кислоти короткими парними ланцюжками. Мертва природа натомість породжує хаотичний та максимально однорідний спектр довжин.

Для перевірки теорії автори дослідження прогнали через свій математичний алгоритм понад 100 готових баз даних. Туди входили зразки земних мікробів, глибоководні осадові породи, метеорити, стародавні скам'янілості та штучна органіка. Результат виявився приголомшливим: математика з ідеальною точністю розділила біологію та мертву хімію в кожному окремому випадку.

Ба більше, тест навчився бачити рівень деградації. Навіть коли вчені перевірили повністю зруйновані часом кості та шкаралупи яєць динозаврів, де живих молекул майже не залишилося, алгоритм все одно чітко розпізнав біологічне походження за залишками цифрового сліду.

Що це означає для майбутніх космічних місій?

Головна перевага нового методу - йому не потрібні екзотичні наддорогі прилади чи інструменти майбутнього. Математична модель працює на основі відносного вмісту речовин. Ці цифри вже зараз здатні видавати звичайні мас-спектрометри, які встановлені на більшості робочих міжпланетних зондів.

Нову технологію можна застосувати до гігантських архівів даних попередніх запусків NASA вже найближчим часом. Крім того, алгоритм планують інтегрувати у системи управління зонда Europa Clipper, який просто зараз летить до крижаного супутника Юпітера для дослідження його підлідного океану.

Раніше вважалося, що радіація навколо Юпітера моментально спалює делікатну органіку на поверхні супутника, роблячи пошуки марними. Моделювання показало: навіть під жорстким опроміненням унікальний статистичний маркер руйнується дуже повільно. Його сили точно вистачить, щоб майбутній автоматичний посадковий модуль встиг зачерпнути зразок льоду та впевнено підтвердив наявність іншопланетного життя.