Den Utenomjordisk Neste Dør (Kavli Astrobiology Roundtable)

0
5

Den Utenomjordisk Neste Dør (Kavli Astrobiology Roundtable)

Av

Adam Hadhazy

|

Desember 6, 2018 07:25am ET

  • MER

Artist ‘ s inntrykk av nasas Galileo-sonden svinge forbi Jupiter-månen Europa til å prøve en sky.
Kreditt: NASA/JPL-Caltech/Univ. av Michigan

Adam Hadhazy, forfatter og redaktør for The Kavli Foundation, bidro denne artikkelen til Space.com’s Ekspert Stemmer: Op-Ed & Innsikt.

Hvis du håper på bevis for liv på fremmede planeter, dette har vært et meget godt år — og at du ikke engang å se utenfor vårt solsystem.

I 2018, har forskere funnet organisk materiale på Mars, antydet at byggesteinene for liv gjennomgikk minst noen forsamling på den Røde Planeten. Også å lage overskrifter: Et regelmessig mønster i Mars’ atmosfære, tankevekkende at metan-puste mikrober kan voks og avta med Martian sesonger. Etter det kom ordet av det første betydelige flytende vann noensinne identifisert på Mars, synkende i en gigantisk innsjø under den sørlige polar cap. Lenger unna, forskere tror de oppdaget Jupiters iskald måne Europa spyr skyer av materiale fra en kolossal, underjordisk hav som kan harbor liv. I juni, forskere også annonsert den første påvisning av komplekse organiske materialet i fjær fra en annen månen, Saturn Enceladus, igjen peke på mulighetene av fremmede liv oh-so-nær Jorden. [6 Mest Sannsynlige Stedene for Fremmed Liv i solsystemet]

I løpet av de neste tiår, vil forskerne samle viktig nye ledetråder som ny runde av robot oppdrag utforske Mars og et romskip feier av Europa til å prøve sin sky for tegn på biologi.

Er vi på randen av beviser liv eksisterer på andre steder? Kavli Foundation samlet en roundtable av eksperter på området astrobiology, som går på opprinnelsen til livet. De hadde en omfattende diskusjon om Mars, icy moons og hvordan disse store funn er å endre søk etter biologi utenfor Jorden.

Deltakerne var:

  • SUKRIT RANJAN — post-stipendiat forsker i Jorden, Atmosfærisk og Planetary Sciences avdeling ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) og et tilknyttet medlem av MIT Kavli Institutt for Astrofysikk og romforskning. Hans forskning fokuserer på opprinnelsen av livet fra ikke-levende kjemi.
  • MORGAN KABEL— en teknolog på NASA Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, som jobber på instrumenter for romfartøy oppdrag. Hun har også fungert som Assisterende Prosjektet Science Systems Engineer for Cassini Oppdraget, som studerte Saturn og dens måner for 13 år fram til 2017.
  • ANDREW STEELE — en stab forsker i Geophysical Laboratory ved Carnegie Institution for Science. Han er en co-forfatter av en nylig papir som beskriver komplekse organiske materialet avdekket i Mars. Steele kompetanse er i påvisning av mikrobielle liv, som forskere er enige om er langt den mest sannsynlige slag som kan dukke opp andre steder i universet.

Det følgende er en redigert transkripsjon av deres roundtable diskusjon. Deltakerne har blitt gitt mulighet til å endre eller redigere sine kommentarer.

KAVLI FOUNDATION: Det har vært utrolige nyheter dette året om utsiktene til liv i vårt solsystem. La oss komme til saken: over Jorden som planet eller en måne gjør hver og en av dere mener har den beste muligheten for husing liv?

Sukrit Ranjan
Kreditt: The Kavli Foundation

 

SUKRIT RANJAN: svaret Mitt har endret seg nylig til Mars. Overflaten av Mars er virkelig fiendtlig. Men det er bevis for flytende vann som kan skjule liv i den dype undergrunnen, som i det nylig oppdaget underjordisk innsjø. Par som med bevis for at tidlig Mars ser ut til å ha vært svært lik tidlig på Jorden. Hvis livet som skjedde her, så hvorfor kunne ikke det har rimeligvis skjedd på Mars?

Vi har også den nylige oppdagelsen av sesongens metan, som jeg vet vi vil diskutere videre. Det er ikke en slam dunk at dette metan er et tegn på liv, men det har fått meg til å begynne å tenke mer og mer om livet som en mulig forklaring. [Søk etter Liv på Mars (Et Bilde Tidslinjen)]

MORGAN KABEL: Kommer fra laveste til høyeste odds, har mine tre valg er Saturn-månen Titan, så Jupiters måne Europa, deretter tilbake til Saturn og dens måne Enceladus.

Titan har en intern væske-vann, havet og alt dette fascinerende kjemi med komplekse organiske molekyler regner ned på dens overflate. Hvis det er platetektonikk på Titan som vi har på Jorden, de kan gi en måte for organiske molekyler på overflaten for å komme ned til at væske-vann havet. Det, organismer ville ha alt de trenger for å overleve. Problemet er, Titan har en ganske tykk skorpe av vann-is, så det er ikke klart hvordan disse molekylene ville komme under den.

Nummer to på listen min er Europa. Det har også en intern havet. Vi mener nå at det har fjær, der vi kan ha en utveksling av molekyler mellom overflaten og interiør, i likhet med det jeg nettopp nevnte på Titan. Hvor Europa er hav møter sitt skall av vann-is, du kunne ha liv-støtte kjemi.

Men min nummer én er Enceladus. Det er det eneste sted i solsystemet der vi har fått bekreftet at det er aktive fjær — geysirer vannsøyle i et område som ikke bare inneholder vann, metan og hydrogen, men også komplekse organiske molekyler. Enceladus sannsynlig har alle ingrediensene for livet. Plus, det er også en av de få stedene hvor vi kan være i stand til å gå og få tilgang til en sky direkte. Ved å gjøre dette, kan vi være i stand til å svare på spørsmålet om eksistensen av liv andre steder i universet, en gang for alle.

Et selvportrett tatt av nasas Nysgjerrighet rover i løpet av sin Marsboer-ekspedisjonen.
Kreditt: NASA/JPL-Caltech/MSSS

ANDREW STEELE: For meg, er den mest sannsynlige steder for livet er også de iskalde månene til Jupiter og Saturn. De er veldig aktiv og dynamisk, noe som du vil trenge for å presse fra ikke-levende til å leve kjemi. Jeg tror ikke at Mars har vært aktiv en plass. Men Mars er stor for testing av disse teoriene på en planet som vi tror har hiccupped nå delvis mot liv.

TKF: La oss snakke litt mer om Mars. Det er virkelig ha sin tid. Andrew, er du en del av et team som rapporterte den sesongmessige variasjonen av metan i Mars-atmosfæren som Sukrit referert til tidligere. Hvorfor er det sesongvariasjoner viktig?

STEELE: Disse observasjoner viser Mars er “puste.” Det er en syklus. Spørsmålet er, hvorfor? Er Mars døde, i hvilket tilfelle det er bare å puste geochemically, eller er det puste fordi det er liv? Du kan ikke konkludere med at det er et tegn på liv, helt til du har krysset av for hver annen mulighet.

RANJAN: Normalt, metan bør brytes ned kjemisk etter noen hundre år, så ville du ikke forventer at det å gå tilbake til atmosfæren når årstidene endrer. Det faktum at metan er tilbake på tidsskalaer på flere måneder tilsier noe veldig rart skjer med atmosfæren, eller kanskje at livet er å spille en rolle. Denne oppdagelsen har ført til en rekke viktige spørsmål.

TKF: Andrew, du har også jobbet på en annen studie som rapporterer at Nysgjerrighet rover oppdaget komplekse organiske molekyler som er bevart i 3 milliarder år gamle sedimenter på Mars. To spørsmål for hver enkelt av dere: Hvorfor er disse slags molekyler som er så spennende, og hva betyr dette for å fortelle oss om Mars som vi ikke visste før?

STEELE: funnene viser oss at det er en aktiv prosess med å fjerne karbon fra miljøet på Mars, og å sette inn i komplekse molekyler, og det er et skritt fremover for muligheten av livet som vi ikke har hatt før. [Foto: Gamle Mars Lake Kunne Ha Støttet Livet]

RANJAN: Bare et forbehold her. Vi må være forsiktig med hva vi mener når vi sier komplekse organiske stoffer, fordi hvis du har en kilde av energi pluss elementer karbon, hydrogen, oksygen, sånt, forventer du noen organisk kjemi til å skje. Hva som er virkelig interessant er den typen av organiske molekyler får du. Det er visse typer som ikke-levende kilder er virkelig god på å lage, og du får dem hele tiden. Det er andre som ikke-levende kilder er veldig dårlig på å gjøre, ting som nukleotider, som er byggesteinene for RNA og DNA. Hvis du finner nukleotider, så det begynner å høres mye mer tiltalende.

STEELE: Sukrit er riktig — dannelsen av komplekse organiske stoffer er ikke så overraskende, og vi ser ikke noe så komplekst som nukleotider på Mars. Men hvor vi er å få fotfeste er at komplekse organics er også en energikilde. Min tidligere forskning viser at Mars bergarter er veldig beboelig. De er et basalt, som ligner på berget har vi fra vulkanene på Hawaii eller Etna i Italia. Skapninger kjærlighet basalts fordi de tilbyr en rekke næringsstoffer.

I Mars har vi begynner å sette en baseline av den ikke-levende kjemi. Som et resultat, kan vi se for avvik fra referansebanen for tips om tilstedeværelse av livet, uten å gjøre forutsetninger for at liv ville fungere akkurat som det gjør på Jorden. Vi må forstå kjemien i Mars som det er, ikke bare hvordan vi vanligvis ser det på Jorden.

Morgan Kabel
Kreditt: The Kavli Foundation

 

KABEL: Andrew, tror du at denne typen linje i spørsmål kan også brukes som begynner vi å undersøke steder som Europa og Enceladus?

STEELE: Ja, absolutt. Jeg tror vi skal være ute etter å sett de baseline verdier for våre videre utforskning av icy moons.

TKF: La oss hoppe lenger ut i vårt solsystem til disse månene. Morgan—du jobbet påCassini oppdraget, som pakket opp sin 13-års utforskning av Saturn og dens måner siste året. Cassini som kjent oppdaget skyer av materiale streaming av Saturns iskald måne Enceladus, med et utropstegn kommer bare denne sommeren når fjær ble annonsert til å holde kompleks organisk materiale. Hvorfor er disse funnene så viktig?

KABEL: Denne studien analyseres korn av is som kommer ut av Enceladus sky. De fleste av korn er rent vann is, og noen er svært rik på salter. Men et delsett, om lag 3 prosent av dem, er svært rik på organisk.

Dessverre, det er vanskelig å lage noen definitive konklusjoner om dem, fordi det apparatet som målt korn er utdatert — husk, Cassini lansert i 1997. Så, mens vi kan ikke si at noen av Cassini instrumenter bekreftet regelrett biomolecules, gjorde de viser mye av rik kjemi. Som peker på ting i livet kan bruke, slik som kjemiske byggesteiner og mat.

Disse funnene forteller oss at Enceladus er et sted vi trenger å gå tilbake til med mer moderne, sofistikerte instrumenter. [Bilder av Saturn er Iskald Måne Enceladus]

TKF: Morgan, du er også med på nasas neste oppdrag til Europa, kalles Europa-Clipper. Bare denne siste våren, nye data foreslått Jupiters måne Europa også utviser en fjær av materiale i verdensrommet, selv om det ikke er noen tvil om funnene. Forutsatt at de har funnet opp, hvordan disse fjær påvirke Clipper oppgave og dens mål?

KABEL: Måle beboelighet av Europa er en av de store vitenskapelige mål av Clipper oppgave. I den samme tilnærmingen vi tok med Cassini, Europa Clipper vil ha instrumenter som kalles masse spektrometer. Du kan tenke av masse spektrometer som tunger som stikker ut og smake på ting som er på plass. Hvis det er en sky å sette materialet inn i rommet, så vi kan ha en mekanisme for “smaker” og studere hva som er inne i Europa. Nå, Europeisk is skallet er mye tykkere enn skallet på Enceladus, så det er ikke klart om Europeisk skyer er faktisk kommer fra månens indre havet eller fra noen annen væske reservoaret nærmere overflaten. Enten man er en veldig spennende prospekt!

RANJAN: jeg er veldig spent på dette arbeidet blir gjort. Jo mer vi vet om disse planeter og måner, jo bedre kan vi forstå hvordan livet gang på Jorden, og om det kan være en sjeldnere fenomen enn vi håpet.

STEELE: jeg er også veldig begeistret for reisen. Vi kan ikke forutsi hvor lang tid det vil gå på eller hva det til slutt vil bringe oss, men det er viktig å utføre og lære fra at data i så mange måter som vi kan. [7 Teorier om Livets Opprinnelse]

Det skyer av Saturns måne Enceladus, fanget spydd ut fra månens overflate ved nasas Cassini-sonden fra en avstand på 9.000 km (med 14 000 kilometer) i 2010.
Kreditt: NASA/JPL-Caltech

TKF: Du nevner bedre forståelse liv dukker opp på Jorden. Har vi ikke engang i nærheten av å svare på spørsmålet om hvordan livet var i gang her? Sukrit, din forskning fokuserer på livets opprinnelse.

RANJAN: Det er et veldig godt spørsmål. Det er vanskelig å si hvor langt vi har gått mot å svare på det, fordi vi har ingen andre eksempler på livet. Det er som om vi går ned en vei, og vi er ikke sikker på når den veien vil ende. Men vi vet hvor vi ønsker å ende opp. Vi ønsker å få til noen form for reproduserende kjemisk system i stand til Darwinistisk evolusjon.

Forskere er å utforske en rekke forskjellige veier for å komme til det målet, men ingen har vært helt vellykket ennå. For eksempel, er jeg veldig interessert i “RNA-verden-hypotesen” — ideen om at den DNA og proteiner er en del av livet i gang med en annen komplekse molekyler, RNA, som er lettere å komme frem til kjemisk. Så langt i lab, vi har ikke vært i stand til å bygge noe selv som relativt enkelt som RNA. Det er fortsatt mye arbeid som gjenstår å bli gjort.

STEELE: kan Du tenke på denne stasjonen mot liv som bare å sette av 100.000 test-rør på en lab-benk. I prøverør en, kan du starte med en enkel karbon og oksygen sammensatte. I den andre testen rør, kan du fortsette å legge mer karbon, oksygen, hydrogen og andre ingredienser for livet. Ved den siste t-banen, det er en mikrobe svømme rundt. De kjemiske reaksjonene som må skje i mellom for å slutte seg til disse molekylene sammen for å gjøre slutt sukker, DNA og så videre, krever konstant bevegelse, konstant energi, konstant resirkulering av reaktanter og produkter, samt andre forhold.

KABEL: Jo mer data som vi har til å kaste på problemet, bedre våre konklusjoner vil bli. I den forbindelse er å ha tilgang til datasett fra Mars og disse icy moons, uansett om de er liv eller ikke, kan gi deg ideer om hva kjemiske stiene kan til slutt føre til livet.

TKF: Utenfor solsystemet, astronomer har allerede oppdaget tusenvis av eksoplaneter, noen som er nær nok til at vi kan studere dem etter tegn på liv. Hvor viktig er det å få et godt grep om vårt eget solsystem for å vurdere andre solsystemer’ planeter og måner for livet?

Andrew Steele
Kreditt: The Kavli Foundation

 

STEELE: Forstå vårt eget solsystem er liksom som å ha en Rosetta Stone med å gjøre følelse av hva vi ser andre steder. Når vi ser på eksoplaneter, vi leter etter lys signaturer i sine atmosfærer som indikerer tilstedeværelsen av gasser som bare kunne bli produsert av livet. Fordi vi ser på eksoplaneter fra veldig langt unna, vi har begrenset med data for å trekke slike slutninger. Tilsvarende, hvis aliens på en exoplanet var ute i vårt solsystem, ville de trolig bli hardt presset til å finne liv på Jorden. Så det er viktig at vi gjør fremgang i å lære hvilke tegn på liv kan se ut som.

RANJAN: Det er riktig. Vi får så lite signal fra eksoplaneter som å tolke hvorvidt de vert livet vil være vanskelig. Det er derfor jeg er enig i at vi virkelig trenger å vite vårt solsystem.

På den annen side, jeg tror også det er en mulighet for eksoplaneter for å hjelpe oss å tolke vårt solsystem er verdener. Det er så mange flere eksoplaneter enn hva vi har her, selvfølgelig, og de er også så mangfoldig. [10 Eksoplaneter Som Kunne Støtte Fremmede Liv]

KABEL: Livet skal være hypotesen som siste utvei. Du bør ha eliminert alle andre mulige forklaringer på de data du se å komme på livet som det eneste svaret, og det er vanskelig å gjøre det, ved å se gjennom teleskoper på lyset signaturer av eksoplaneter. Det ville være mye bedre å sende romskip og samle inn data rett fra planetens overflate, men selv som skaper problemer. I slutten av 1970-tallet, vi havnet Viking-sondene på Mars. Et liv-gjenkjenning eksperiment som gikk på Viking ga en høyst tvetydige svar. Resultatene er fortsatt debattert i dag, med noen forskere hevder at vi allerede har funnet bevis for liv på Mars.

Så lærdommen tar vi som vi designe eksperimenter for å søke etter liv på Enceladus, Europa, Titan eller hvor som helst ellers er å sørge for at vi redusere denne tvetydigheten. Vi ønsker at våre tester for å gi oss et endelig svar. Men jo mer vi finner rare typer av eksoplaneter, og jo mer vi finner merkelig kjemi i vårt eget solsystem, mer det kompliserer hvordan vi gjør disse eksperimentene. Til syvende og sist, vi kan ikke forvente å ha en slam dunk med en gang.

TKF: ET siste spørsmål: Er det god grunn til å spekulere i at liv kan ikke være “som vi kjenner det,” at det kommer i former vi ville knapt kjenner igjen? Morgan, har du gjort forskning på om eksotiske liv kunne bruke et løsemiddel annet enn vann for sin biokjemi.

KABEL: Det flere funn vi gjør, jo mer innser vi at noen forutsetninger vi gjør kan være feil. Jeg tror ikke noen av oss ville utelukke muligheten for at noen andre væske, slik som ammoniakk, metan, etan eller til og med en flytende form av karbondioksid, kan fungere som en potensiell løsemiddel for livet. Men disse væskene kommer til å oppføre seg annerledes enn vann. Som et resultat, er livet i disse væskene må være fundamentalt annerledes enn livet som kan finnes i flytende vann. Det betyr ikke at denne fremmede lifewouldn ikke bruke den samme, rikelig, grunnleggende byggesteinene av karbon, hydrogen, nitrogen og oksygen. Men det kan sette dem sammen på ulike måter.

Som vi søke etter liv i alle disse forskjellige miljøer, jeg tror det beste vi kan gjøre er å prøve å være som agnostiker som mulig. Det jeg mener er, i stedet for å lete etter et bestemt molekyl som er forbundet med alt liv slik vi kjenner det, bør vi se etter mønstre i kjemi finner vi i stedet at det rett og slett ikke kunne være produsert uten liv.

RANJAN: Våre beste sjansene for å påvise liv som vi ikke vet det er innenfor vårt solsystem. Det er fordi vi er begrenset hva vi kunne konkludere om eksoplaneter og exomoons uten faktisk å besøke dem. Gjør et krav av livet ville være ekstraordinære på sin egen, slik at et krav om livet ved hjelp av et løsemiddel annet enn vann ville være vanskelig å dokumentere på en overbevisende måte.

STEELE: På et tidspunkt, har du til vitenskapelig, samt filosofisk, vurdere hva som er “liv” likevel? Vi kan ikke selv bestemme om virus passer inn i definisjonen. Linjen mellom liv og ikke-liv kan bli svært, svært uklare. Jeg tror du har å starte med det du vet som livet, og sørg for at du ikke går glipp av det, men også holde et helt åpent sinn.

Følg alle Ekspert Stemmer saker og debatter — og bli en del av diskusjonen — på Facebook, Twitter og Google+. Synspunktene som kommer til uttrykk, er de av forfatteren, og ikke nødvendigvis synspunktene til den utgiveren. Denne versjonen av artikkelen ble publisert Space.com.

Vil du Også Liker

  • 2018 kavliprisen i Astrofysikk: En Samtale med Ewine van Dishoeck
    Plass

  • Liv på Mars? 40 År Senere, Viking Lander Forsker Fortsatt Sier ‘Ja’
    Plass

  • Happy Anniversary, Viking 1! Hva Tidlig Landers Lærte Oss Om Mars
    Plass

  • Nysgjerrighet Rover Finner Gamle ‘byggesteinene for Liv på Mars
    Plass

Abonner SPACE.com

Send inn

Følg Oss

Mest Populære

  1. “Siste Mann på Månen’ Filmskaperne Laget for å Fortelle Først menneskets Historie i ‘Armstrong’

  2. Hva Er Solenergi Masse?

  3. Bilde av Dagen

  4. Den Kraftigste Ion-Stasjonen i Verdensrommet Er Klar for Sin til å Besøke Kvikksølv

  5. På Denne Dagen i Verdensrommet! Dec. 6, 1998: International Space Station Montering Begynner