Мы их ищем, надеюсь скоро найдем
Этот просветительский материал разместил популярный сайт о науке Э Л Е М Е Н Т Ы.ру
Современные астрономические инструменты дают возможность увидеть не только сами звезды, но и планеты у далеких звезд. И вполне возможно, что с помощью таких инструментов ученые смогут обнаружить там следы внеземной жизни.
Как найти экзопланету
Существует пять основных методов обнаружения экзопланет. На первом этапе поисков основным был метод радиальных (лучевых) скоростей, сейчас основным является фотометрический (затменный) метод. Но многие ученые считают весьма перспективным метод прямого наблюдения, способный предоставить дополнительные данные об атмосфере и поверхности экзопланет.
Измерить свет
Метод фотометрии основан на очень точном измерении колебаний видимой яркости звездного света в те моменты, когда планета проходит между нами и своей звездой. Этот метод также называют затменным, поскольку планета частично затмевает звезду. Помимо оценки размеров планеты, этот способ дает важные данные о ее атмосфере с помощью трансмиссионной («на просвет») спектроскопии. Космический телескоп Kepler, основной задачей которого является поиск новых миров, использует фотометрию, и с ее помощью обнаружено более половины всех известных экзопланет (на апрель 2016 года их количество составляло 2107).
Прямо взглянуть
Можно ли увидеть экзопланету в телескоп? Долгое время такой вопрос не воспринимался всерьез, поскольку отраженный от планеты свет слишком тусклый, чтобы его можно было зарегистрировать на фоне излучения близкой звезды (по яркости они отличаются в миллионы и миллиарды раз). Тем не менее в 2004 году астрономы Южной Европейской обсерватории с помощью телескопа VLTA обнаружили у коричневого карлика 2М1207 (200 световых лет от нас) планету с массой в пять Юпитеров. Но в данном случае ученым крупно повезло: эта звезда настолько тусклая, что в инфракрасном диапазоне ее яркость превосходит яркость планеты всего в сто раз. Позднее с помощью ИК-фотографий были найдены еще несколько экзопланет, а в 2008 году впервые была опубликована сделанная телескопом Hubble фотография экзопланеты в видимом свете, которая обращается вокруг звезды Фомальгаут из созвездия Южной Рыбы (хотя и здесь ученым повезло: планета оказалась окружена кольцами, которые хорошо отражают свет звезды).
Новая эпоха
Появление таких инструментов, как Gemini Planet Imager, SPHERE и SCExAO, по мнению многих астрономов, дало методу прямого наблюдения новую жизнь. Эти инструменты оснащены коронографом, который позволяет экранировать яркий свет звезды, чтобы он не мешал обнаружению тусклых планет. «Мы стоим на пороге новой эры в исследовании экзопланет», - считает Сара Сигер, профессор планетологии Массачусетского технологического института. Прямое наблюдение позволяет не только обнаружить планету и уточнить ее орбиту, но и использовать спектроскопию для исследования атмосферы, выявить наличие облаков, а также потенциальных биомаркеров - воды, углекислого газа и метана.
Элиза Квинтана,
научный сотрудник Института SETI и миссии Kepler
в Исследовательском центре NASA им. Эймса:
Существует три основных способа обнаружить внеземную жизнь. Первый - это анализ радиосигналов из далекого космоса, подобный тому, который велся с помощью больших массивов радиотелескопов в рамках проекта SETI и некоторых других. Второй - это поиск следов простейшей жизни или биомаркеров (веществ, свидетельствующих о возможном наличии жизни) на планетах и их спутниках в нашей Солнечной системе - на Марсе, спутниках Юпитера и Сатурна. А третий метод - это прямое наблюдение, с помощью которого можно не только рассмотреть атмосферу экзопланет, но и обнаружить в ее составе потенциальные биомаркеры. Вполне возможно, что именно прямое наблюдение позволит впервые найти какие-либо признаки внеземной жизни уже в одно из следующих десятилетий.
Однако настоящая революция в прямых наблюдениях ждет нас в следующем десятилетии, когда в строй вступят гигантские наземные телескопы EELT, TMT и GMT. NASA также планирует запустить инфракрасный космический телескоп WFIRST, оснащенный коронографом для поиска и исследования экзопланет, и пока только разрабатываемый телескоп ATLAST, одной из главных задач которого станет поиск биомаркеров - следов далекой внеземной жизни.
Мне уже как-то доводилось писать - жутко хочется дожитьдо 22-24 года.
К этому времени точно будет установлено - есть ли некая жизнь в пределах Солнечной системы, но вне Земли и не занесенная с Земли.
И есть высокая вероятность, что мы качественно,т .е. буквально в миллионы раз более точно будет знать, какова вероятность встретить жизнь в других системах нашей Галактики. Очень хочется узнать правду.
А то сейчас оценки такой вероятности колеблются от десятков процентов до 10 в степени минус тысяча у Кунина. Вот что пишет в своей книге Кунин
Как уже отмечалось выше, ситуация в области происхождения жизни в целом видится довольно мрачной. Даже при (весьма нетривиальном) предположении, что мономеры, такие как НТФ, изобильны и доступны, проблема синтеза достаточно стабильных полимеров с регулярной структурой (РНК) чудовищно сложна, а проблема происхождения репликации и трансляции таких первоначальных молекул РНК еще сложнее. В этой книге неоднократно подчеркивалось, что эволюция путем естественного отбора и дрейфа может начаться только после возникновения достаточно точной репликации, причем даже на этой стадии эволюция трансляции остается весьма проблематичной.
Рис. 12-6.Добиологическая и биологическая стадии происхождения жизни:
переход от антропной причинности к биологической эволюции.
Появлению первой репликаторной системы, ознаменовавшему собой «дарвиновский прорыв», неизбежно предшествовала череда сложных, трудных шагов, на которых биологические эволюционные механизмы еще не действовали(см. рис. 12-6). Даже с учетом среды, способной облегчить эти процессы, такой как сети неорганических ячеек в гидротермальных источниках, умножение вероятностей этих шагов делает появление первых
репликаторов ошеломляюще невероятным.
Для появления примитивной системы сопряженной репликации-трансляции, что в данном контексте рассматривается как революционная стадия, требования гораздо жестче. Как минимум, необходимо спонтанное появление следующего:
• Две рРНК, с общим размером не менее 1000 нуклеотидов.
• Примерно 10 примитивных адаптеров по 30 нуклеотидов каждый, в целом около300 нуклеотидов.
• По меньшей мере одна РНК, кодирующая репликазу, размером примерно 500 нуклеотидов (оценка снизу).
В принятой модели, для числа необходимых нуклеотидов n= 1800, получим вероятность спонтанного (без механизмов эволюции) возникновения такого сочетания факторов Р< 10-1018.
Другими словами, даже в нашей игрушечной модели, которая предполагает сильно преувеличенную скорость синтеза РНК, вероятность случайного зарождения системы трансляция - репликация в единственной Н-области будет P< 10 -1018. Очевидно, эта версия революционной стадии может рассматриваться только в контексте вселенной с бесконечным (или, по меньшей мере, очень большим) количеством Н-областей. (
Комментарий:Н-область - так Кунин называет "нашу Вселенную", т.е. часть возможно мультивселенного мира, возникшую в результате "нашего" Большого взрыва и существующую примерно 1010 лет. Я беру слово "наш" в кавычки. Поскольку Кунин сторонник теории бесконечно повторяющейся инфляции как спонтанного фазового перехода бесконечного Космоса. Каждый такой инфляционный пузырь формирует свою Н-область, которая потом эволюционирует со своими параметрами физического мира, для всех объектов такой области она - "своя" Вселенная, поскольку для ее объектов невозможно взаимодействие с чем-либо за пределами "своей" Н-области)
Как видим Кунин получил крайне пессимистичные оценки вероятности самозарождения жизни в результате случайных процессов. Поскольку чтобы заработал ускоряющий процесс по Кунину уже должен возникнуть репликаторный механизм на основе РНК, включающий минимально 1800 оснований, записанных в первогеноме.
Такая вероятность практически равна нулю. Но если принять гипотезу бесконечного числа различных вселенных, то любое событие, не запрещенное законами природы, хоть в одной из них реализуется. Например есть наверняка вселенная в которой есть точно такая же Земля, в которой точно такой же Виктор Туров и который в этом месте точно такого же текста вставит матерное слово - в бесконечном наборе вселенной не только наверняка такое случится, но даже в бесконечном количестве экземпляров. В том числе в бесконечном количестве вселенных возникнет жизнь типа нашей, хотя доля таких вселенных в их общем числе будет околоноля.
Однако ставить событие возникновения жизни в один ряд с вот тем, что я описал выше, как-то не хочется. Я понимаю, что Вселенной нет дела до того, чего мне хочется. И тем не менее в построение Кунина я не верю. Скорее он упустил некую важную деталь, которая позволит ускоряющим механизмам вроде отбора и дрейфа запустить цикл совершенствования путем отбора намного раньше, а это сильно сократит число в показателе и сделает возникновение жизни хотя и редким, но отнюдь не феноменальным явлением.
и мне очень хочется дожить до момента, когда это станет известным
Современные астрономические инструменты дают возможность увидеть не только сами звезды, но и планеты у далеких звезд. И вполне возможно, что с помощью таких инструментов ученые смогут обнаружить там следы внеземной жизни.
Как найти экзопланету
Существует пять основных методов обнаружения экзопланет. На первом этапе поисков основным был метод радиальных (лучевых) скоростей, сейчас основным является фотометрический (затменный) метод. Но многие ученые считают весьма перспективным метод прямого наблюдения, способный предоставить дополнительные данные об атмосфере и поверхности экзопланет.
Измерить свет
Метод фотометрии основан на очень точном измерении колебаний видимой яркости звездного света в те моменты, когда планета проходит между нами и своей звездой. Этот метод также называют затменным, поскольку планета частично затмевает звезду. Помимо оценки размеров планеты, этот способ дает важные данные о ее атмосфере с помощью трансмиссионной («на просвет») спектроскопии. Космический телескоп Kepler, основной задачей которого является поиск новых миров, использует фотометрию, и с ее помощью обнаружено более половины всех известных экзопланет (на апрель 2016 года их количество составляло 2107).
Прямо взглянуть
Можно ли увидеть экзопланету в телескоп? Долгое время такой вопрос не воспринимался всерьез, поскольку отраженный от планеты свет слишком тусклый, чтобы его можно было зарегистрировать на фоне излучения близкой звезды (по яркости они отличаются в миллионы и миллиарды раз). Тем не менее в 2004 году астрономы Южной Европейской обсерватории с помощью телескопа VLTA обнаружили у коричневого карлика 2М1207 (200 световых лет от нас) планету с массой в пять Юпитеров. Но в данном случае ученым крупно повезло: эта звезда настолько тусклая, что в инфракрасном диапазоне ее яркость превосходит яркость планеты всего в сто раз. Позднее с помощью ИК-фотографий были найдены еще несколько экзопланет, а в 2008 году впервые была опубликована сделанная телескопом Hubble фотография экзопланеты в видимом свете, которая обращается вокруг звезды Фомальгаут из созвездия Южной Рыбы (хотя и здесь ученым повезло: планета оказалась окружена кольцами, которые хорошо отражают свет звезды).
Новая эпоха
Появление таких инструментов, как Gemini Planet Imager, SPHERE и SCExAO, по мнению многих астрономов, дало методу прямого наблюдения новую жизнь. Эти инструменты оснащены коронографом, который позволяет экранировать яркий свет звезды, чтобы он не мешал обнаружению тусклых планет. «Мы стоим на пороге новой эры в исследовании экзопланет», - считает Сара Сигер, профессор планетологии Массачусетского технологического института. Прямое наблюдение позволяет не только обнаружить планету и уточнить ее орбиту, но и использовать спектроскопию для исследования атмосферы, выявить наличие облаков, а также потенциальных биомаркеров - воды, углекислого газа и метана.
Элиза Квинтана,
научный сотрудник Института SETI и миссии Kepler
в Исследовательском центре NASA им. Эймса:
Существует три основных способа обнаружить внеземную жизнь. Первый - это анализ радиосигналов из далекого космоса, подобный тому, который велся с помощью больших массивов радиотелескопов в рамках проекта SETI и некоторых других. Второй - это поиск следов простейшей жизни или биомаркеров (веществ, свидетельствующих о возможном наличии жизни) на планетах и их спутниках в нашей Солнечной системе - на Марсе, спутниках Юпитера и Сатурна. А третий метод - это прямое наблюдение, с помощью которого можно не только рассмотреть атмосферу экзопланет, но и обнаружить в ее составе потенциальные биомаркеры. Вполне возможно, что именно прямое наблюдение позволит впервые найти какие-либо признаки внеземной жизни уже в одно из следующих десятилетий.
Однако настоящая революция в прямых наблюдениях ждет нас в следующем десятилетии, когда в строй вступят гигантские наземные телескопы EELT, TMT и GMT. NASA также планирует запустить инфракрасный космический телескоп WFIRST, оснащенный коронографом для поиска и исследования экзопланет, и пока только разрабатываемый телескоп ATLAST, одной из главных задач которого станет поиск биомаркеров - следов далекой внеземной жизни.
Мне уже как-то доводилось писать - жутко хочется дожитьдо 22-24 года.
К этому времени точно будет установлено - есть ли некая жизнь в пределах Солнечной системы, но вне Земли и не занесенная с Земли.
И есть высокая вероятность, что мы качественно,т .е. буквально в миллионы раз более точно будет знать, какова вероятность встретить жизнь в других системах нашей Галактики. Очень хочется узнать правду.
А то сейчас оценки такой вероятности колеблются от десятков процентов до 10 в степени минус тысяча у Кунина. Вот что пишет в своей книге Кунин
Как уже отмечалось выше, ситуация в области происхождения жизни в целом видится довольно мрачной. Даже при (весьма нетривиальном) предположении, что мономеры, такие как НТФ, изобильны и доступны, проблема синтеза достаточно стабильных полимеров с регулярной структурой (РНК) чудовищно сложна, а проблема происхождения репликации и трансляции таких первоначальных молекул РНК еще сложнее. В этой книге неоднократно подчеркивалось, что эволюция путем естественного отбора и дрейфа может начаться только после возникновения достаточно точной репликации, причем даже на этой стадии эволюция трансляции остается весьма проблематичной.
Рис. 12-6.Добиологическая и биологическая стадии происхождения жизни:
переход от антропной причинности к биологической эволюции.
Появлению первой репликаторной системы, ознаменовавшему собой «дарвиновский прорыв», неизбежно предшествовала череда сложных, трудных шагов, на которых биологические эволюционные механизмы еще не действовали(см. рис. 12-6). Даже с учетом среды, способной облегчить эти процессы, такой как сети неорганических ячеек в гидротермальных источниках, умножение вероятностей этих шагов делает появление первых
репликаторов ошеломляюще невероятным.
Для появления примитивной системы сопряженной репликации-трансляции, что в данном контексте рассматривается как революционная стадия, требования гораздо жестче. Как минимум, необходимо спонтанное появление следующего:
• Две рРНК, с общим размером не менее 1000 нуклеотидов.
• Примерно 10 примитивных адаптеров по 30 нуклеотидов каждый, в целом около300 нуклеотидов.
• По меньшей мере одна РНК, кодирующая репликазу, размером примерно 500 нуклеотидов (оценка снизу).
В принятой модели, для числа необходимых нуклеотидов n= 1800, получим вероятность спонтанного (без механизмов эволюции) возникновения такого сочетания факторов Р< 10-1018.
Другими словами, даже в нашей игрушечной модели, которая предполагает сильно преувеличенную скорость синтеза РНК, вероятность случайного зарождения системы трансляция - репликация в единственной Н-области будет P< 10 -1018. Очевидно, эта версия революционной стадии может рассматриваться только в контексте вселенной с бесконечным (или, по меньшей мере, очень большим) количеством Н-областей. (
Комментарий:Н-область - так Кунин называет "нашу Вселенную", т.е. часть возможно мультивселенного мира, возникшую в результате "нашего" Большого взрыва и существующую примерно 1010 лет. Я беру слово "наш" в кавычки. Поскольку Кунин сторонник теории бесконечно повторяющейся инфляции как спонтанного фазового перехода бесконечного Космоса. Каждый такой инфляционный пузырь формирует свою Н-область, которая потом эволюционирует со своими параметрами физического мира, для всех объектов такой области она - "своя" Вселенная, поскольку для ее объектов невозможно взаимодействие с чем-либо за пределами "своей" Н-области)
Как видим Кунин получил крайне пессимистичные оценки вероятности самозарождения жизни в результате случайных процессов. Поскольку чтобы заработал ускоряющий процесс по Кунину уже должен возникнуть репликаторный механизм на основе РНК, включающий минимально 1800 оснований, записанных в первогеноме.
Такая вероятность практически равна нулю. Но если принять гипотезу бесконечного числа различных вселенных, то любое событие, не запрещенное законами природы, хоть в одной из них реализуется. Например есть наверняка вселенная в которой есть точно такая же Земля, в которой точно такой же Виктор Туров и который в этом месте точно такого же текста вставит матерное слово - в бесконечном наборе вселенной не только наверняка такое случится, но даже в бесконечном количестве экземпляров. В том числе в бесконечном количестве вселенных возникнет жизнь типа нашей, хотя доля таких вселенных в их общем числе будет околоноля.
Однако ставить событие возникновения жизни в один ряд с вот тем, что я описал выше, как-то не хочется. Я понимаю, что Вселенной нет дела до того, чего мне хочется. И тем не менее в построение Кунина я не верю. Скорее он упустил некую важную деталь, которая позволит ускоряющим механизмам вроде отбора и дрейфа запустить цикл совершенствования путем отбора намного раньше, а это сильно сократит число в показателе и сделает возникновение жизни хотя и редким, но отнюдь не феноменальным явлением.
и мне очень хочется дожить до момента, когда это станет известным