NASA может пропускать следы жизни в космосе: что обнаружили ученые

В устоявшемся взгляде астрофизиков обнаружили критический недостаток. Те же "живые" молекулы, включая аминокислоты (кирпичики для построения белков), спокойно формируются без какого-либо участия живых организмов - например, в замерзших недрах метеоритов или вблизи глубоководных термальных источников.

В чем заключается скрытая химическая ловушка?

В последние годы аминокислоты находили и в образцах астероидной пыли, привезенной из далекого космоса, и в искусственных лабораторных смесях. Именно поэтому сама по себе находка органики на другой планете никогда не была стопроцентным доказательством. Химические процессы во Вселенной работают в обе стороны, тем самым запутывая ученых.

Гидеон Йоффе, доктор наук из Научного института Вейцмана в Израиле, предложил выход из этого тупика. Его команда призывает прекратить рассматривать каждую молекулу отдельно под микроскопом. Вместо этого, считают ученые, надо оценивать более широкую картину - скрытый статистический паттерн того, как именно эти молекулы распределены между собой в общей массе.

Решение пришло из неожиданной сферы: математических моделей, которые земные экологи используют для подсчета биоразнообразия в лесах и на коралловых рифах. Биологи оценивают здоровье экосистемы по двум параметрам - сколько видов здесь живет и насколько равномерно они расселены. Поляна с 20 видами цветов в равных пропорциях выглядит для математики совсем иначе, чем поле, где полностью доминирует только один сорняк.

Как выглядит "паспорт" внеземной жизни?

Именно принцип экологического подсчета, описанный выше, ученые успешно адаптировали для тестирования космических биосигнатур. Дело в том, что живая природа демонстрирует строгую избирательность, которая совершенно не присуща мертвой химии:

Аминокислоты. В биологических образцах различные типы аминокислот распределяются примерно в одинаковых, равномерных объемах. В неживой химии реакции всегда создают огромную кучу только нескольких своих "любимых" видов, полностью игнорируя другие.

Жирные кислоты. Здесь сигнал работает с точностью до наоборот. Живые организмы накапливают жирные кислоты короткими парными цепочками. Мертвая природа взамен порождает хаотичный и максимально однородный спектр длин.

Для проверки теории авторы исследования прогнали через свой математический алгоритм более 100 готовых баз данных. Туда входили образцы земных микробов, глубоководные осадочные породы, метеориты, древние окаменелости и искусственная органика. Результат оказался потрясающим: математика с идеальной точностью разделила биологию и мертвую химию в каждом отдельном случае.

Более того, тест научился видеть уровень деградации. Даже когда ученые проверили полностью разрушенные временем кости и скорлупы яиц динозавров, где живых молекул почти не осталось, алгоритм все равно четко распознал биологическое происхождение по остаткам цифрового следа.

Что это означает для будущих космических миссий?

Главное преимущество нового метода - ему не нужны экзотические сверхдорогие приборы или инструменты будущего. Математическая модель работает на основе относительного содержания веществ. Эти цифры уже сейчас способны выдавать обычные масс-спектрометры, которые установлены на большинстве рабочих межпланетных зондов.

Новую технологию можно применить к гигантским архивам данных предыдущих запусков NASA уже в ближайшее время. Кроме того, алгоритм планируют интегрировать в системы управления зонда Europa Clipper, который прямо сейчас летит к ледяному спутнику Юпитера для исследования его подледного океана.

Ранее считалось, что радиация вокруг Юпитера моментально сжигает деликатную органику на поверхности спутника, делая поиски бесполезными. Моделирование показало: даже под жестким облучением уникальный статистический маркер разрушается очень медленно. Его силы точно хватит, чтобы будущий автоматический посадочный модуль успел зачерпнуть образец льда и уверенно подтвердил наличие инопланетной жизни.