Цвета облачных микробов могут помочь нам обнаружить жизнь на других планетах

Впервые были измерены цвета микробов, живущих в облаках высоко в небе, что дало ученым подсказку, которая может помочь нам найти жизнь на других планетах.

Был обнаружен широкий спектр микроорганизмов, живущих высоко в атмосфере Земли с концентрацией до 100 000 микробов на кубический метр. известно, что они играют роль в формировании облаков.

Эти организмы производят пигменты, чтобы защитить себя от сильного ультрафиолета на экстремальных высотах.

Если подобные воздушные формы жизни существуют в атмосферах других планет, мы могли бы обнаружить их издалека, анализируя длины волн или спектры света, который отражают эти планеты, говорит он. Лигия Коэльо в Корнеллском университете в штате Нью-Йорк.

«Биопигменты — это мощная и удивительно универсальная биосигнатура», — говорит Коэльо. «Поскольку УФ является универсальным стрессором для жизни на любой планете, где есть звезда, вполне вероятно, что светоотражающие пигменты, выполняющие ту же функцию, могут появиться и в других местах».

Чтобы узнать больше о цветах микробов, переносимых по воздуху на Земле, Коэльо культивировал микробы, собранные Брент Кристнер в Университете Флориды и его коллеги. Команда Кристнера использовала гелиевый шар для захвата микробов на липких стержнях на высоте от 3 до 38 километров над поверхностью Земли.

Затем команда Коэльо измерила спектры отражения цветных соединений, вырабатываемых микробами. Они создали ряд желтых, оранжевых и розовых цветов, созданных каротиноидными пигментами, такими как бета-каротин, который также содержится в моркови.

Наконец, команда смоделировала, как эти спектры будут меняться в мирах с разными условиями окружающей среды, например, на более влажных или более сухих планетах.

«Впервые у нас теперь есть реальные спектры отражения пигментированных микроорганизмов из атмосферы, которые можно использовать в качестве справочных данных для моделирования и обнаружения жизни в облаках», — говорит Коэльо.

Астрономы уже поиск доказательств жизни за пределами нашей Солнечной системы анализируя свет, отраженный планетами. Это может выявить химические признаки газов в атмосфере, таких как кислород и метан, которые могут вырабатываться живыми организмами, или признаки поверхностной жизни, такие как зеленый хлорофилл, вырабатываемый растительностью или микробами.

До сих пор облака, окутывающие экзопланеты, считались помехой, поскольку они скрывают биосигнатуры как атмосферы, так и поверхности.

«Наше планетарное моделирование показывает, что если бы в облаках планеты была высокая концентрация этих микроорганизмов, их спектры потенциально могли бы измениться заметным образом», — говорит Коэльо.

Будущие космические телескопы, такие как Предлагаемая НАСА обсерватория обитаемых миров может расширить нашу способность искать жизнь в других звездных системах.

Однако даже при наличии более совершенных инструментов концентрации переносимых по воздуху микробов должны быть очень высокими, чтобы мы могли обнаружить их на таких больших расстояниях. «Концентрация этих микроорганизмов в атмосфере Земли намного ниже нынешних порогов обнаружения», — говорит Коэльо.

«Основываясь на разрешении, ожидаемом для Обсерватории обитаемых миров НАСА, которую мы смоделировали в этом исследовании, нам потребуется плотность микробных клеток, сравнимая с той, которая обнаруживается при цветении океанских водорослей, и которую действительно можно обнаружить из космоса».

Клэр Флетчер из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии говорят, что поиск каротиноидов, вырабатываемых стратосферными микробами, а также хлорофилла, вырабатываемого растениями, может оказаться полезным. «Однако предполагается, что жизнь на этих экзопланетах будет похожа на жизнь на Земле, что может быть не так», — говорит она.

Питер Тутхилл из Сиднейского университета, Австралия, говорит, что он скептически относится к тому, что стратосферные биосигнатуры, выявленные в ходе исследования, будут полезны в поисках жизни на других планетах. «Я рад, что мне не придется проектировать прибор, способный выделить эту биосигнатуру из шума на расстоянии 20 парсеков», — говорит он.