Com els científics busquen vida extraterrestre

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

Potser hi ha altres mons habitats en algun lloc de l'univers. Però, fins que els trobem, el programa mínim és demostrar que la vida fora de la Terra és almenys d'alguna forma. Què tan a prop estem d'això?

Recentment, cada cop sentim més notícies sobre descobriments que "podrien indicar" l'existència de vida extraterrestre. Només el setembre de 2020 es va conèixer el descobriment de gas fosfina a Venus, un possible signe de vida microbiana, i llacs salats a Mart, on també podrien existir microbis.

Però durant els darrers 150 anys, els exploradors espacials han passat més d'una vegada il·lusions. Encara no hi ha una resposta fiable a la pregunta principal. O n'hi ha de totes maneres, però els científics són prudents per costum?

Línies del telescopi

A la dècada de 1870, l'astrònom italià Giovanni Schiaparelli va veure línies llargues i primes a la superfície de Mart a través d'un telescopi i les va declarar "canals". Va titular sense ambigüitats el llibre sobre el seu descobriment "La vida al planeta Mart". "És difícil no veure a Mart imatges semblants a les que componen el nostre paisatge terrestre", va escriure.

En italià, la paraula canali significava tant canals naturals com artificials (el mateix científic no estava segur de la seva naturalesa), però quan es traduïa, perdia aquesta ambigüitat. Els seguidors de Schiaparelli ja han dit clarament sobre la dura civilització marciana, que, en un clima àrid, va crear instal·lacions de reg colossals.

Lenin, que va llegir el llibre de Percival Lowell "Mart i els seus canals" el 1908, va escriure: "El treball científic. Demostra que Mart està habitat, que els canals són un miracle de la tecnologia, que la gent allà hauria de ser 2/3 vegades més gran que la gent del lloc, a més amb troncs, i cobert de plomes o pells d'animals, amb quatre o sis potes.

N … sí, el nostre autor ens va enganyar, descrivint les belleses marcianes de manera incompleta, hauria de ser d'acord amb la recepta: "La foscor de les baixes veritats ens és més estimada que no pas engany". Lowell era milionari i antic diplomàtic. Era aficionat a l'astronomia i va utilitzar els seus propis diners per construir un dels observatoris més avançats d'Amèrica. Va ser gràcies a Lowell que el tema de la vida marciana va arribar a les portades dels diaris més grans del món.

És cert que ja a finals del segle XIX molts investigadors dubtaven sobre l'obertura dels "canals". Les observacions donaven constantment resultats diferents: les cartes divergien fins i tot per a Schiaparelli i Loeull. El 1907, el biòleg Alfred Wallace va demostrar que la temperatura a la superfície de Mart és molt més baixa del que suposava Lowell i que la pressió atmosfèrica és massa baixa perquè l'aigua existeixi en forma líquida.

L'estació interplanetària "Mariner-9", que va fer fotografies del planeta des de l'espai als anys 70, va posar fi a la història dels canals: els "canals" van resultar ser una il·lusió òptica.

Des de la segona meitat del segle XX, les esperances de trobar una vida altament organitzada han disminuït. Els estudis amb naus espacials han demostrat que les condicions dels planetes propers no són ni tan sols properes a les de la Terra: baixades de temperatura massa fortes, una atmosfera sense signes d'oxigen, vents forts i una pressió tremenda.

D'altra banda, l'estudi del desenvolupament de la vida a la Terra ha despertat l'interès per la recerca de processos similars a l'espai. Al cap i a la fi, encara no sabem com i gràcies a què, en principi, va sorgir la vida.

En els darrers anys s'han produït nombrosos esdeveniments en aquesta direcció. El principal interès és la recerca d'aigua, compostos orgànics a partir dels quals es podrien formar formes de vida proteiques, així com biosignatures (substàncies que són produïdes pels éssers vius) i possibles rastres de bacteris en meteorits.

Prova líquida

La presència d'aigua és un requisit previ per a l'existència de la vida tal com la coneixem. L'aigua actua com a dissolvent i catalitzador de certs tipus de proteïnes. També és un medi ideal per a reaccions químiques i transport de nutrients. A més, l'aigua absorbeix la radiació infraroja, de manera que pot retenir la calor, això és important per als cossos celestes freds que estan força lluny de la lluminària.

Les dades d'observació mostren que l'aigua en estat sòlid, líquid o gasós existeix als pols de Mercuri, dins dels meteorits i cometes, així com a Júpiter, Saturn, Urà i Neptú. Els científics també han suggerit que les llunes de Júpiter Europa, Ganimedes i Calisto tenen grans oceans subterrània d'aigua líquida. El van trobar d'una forma o altra en el gas interestel·lar i fins i tot en llocs increïbles com la fotosfera de les estrelles.

Però l'estudi de rastres d'aigua pot ser prometedor per als astrobiòlegs (especialistes en biologia extraterrestre) només quan hi hagi altres condicions adequades. Per exemple, les temperatures, la pressió i la composició química al mateix Saturn i Júpiter són massa extremes i canviants perquè els organismes vius s'hi adaptin.

Una altra cosa són els planetes propers a nosaltres. Encara que avui dia semblin inhòspits, poden quedar-hi petits oasis amb "restes d'antic luxe".

L'any 2002, l'òrbita Mars Odyssey va descobrir dipòsits de gel d'aigua sota la superfície de Mart. Sis anys més tard, la sonda Phoenix va confirmar els resultats del seu predecessor, obtenint aigua líquida d'una mostra de gel del pal.

Això era coherent amb la teoria que l'aigua líquida estava present a Mart recentment (segons estàndards astronòmics). Segons algunes fonts, al Planeta Roig va ploure "només" fa 3.500 milions d'anys, segons altres, fins i tot fa 1,25 milions d'anys.

Tanmateix, immediatament va sorgir un obstacle: l'aigua a la superfície de Mart no pot existir en estat líquid. A baixa pressió atmosfèrica, immediatament comença a bullir i evaporar -o es congela. Per tant, la major part de l'aigua coneguda a la superfície del planeta es troba en estat de gel. Hi havia esperança que el més interessant passava sota la superfície. Així va sorgir la hipòtesi dels llacs salats sota Mart. I just l'altre dia va rebre la confirmació.

Científics de l'Agència Espacial Italiana han descobert en un dels pols de Mart un sistema de quatre llacs amb aigua líquida, que es troben a més d'1,5 quilòmetres de profunditat. El descobriment es va fer mitjançant dades de sondeig de ràdio: el dispositiu dirigeix les ones de ràdio a l'interior del planeta i els científics, mitjançant la seva reflexió, determinen la seva composició i estructura.

L'existència de tot un sistema de llacs, segons els autors del treball, suggereix que es tracta d'un fenomen normal per a Mart.

Encara es desconeix la concentració específica exacta de sals als llacs marcians, així com la seva composició. Segons el director científic del programa Mars, Roberto Orosei, estem parlant de solucions molt fortes amb "desenes de per cent" de sal.

Hi ha microbis halòfils a la Terra que estimen l'alta salinitat, explica la microbiòloga Elizaveta Bonch-Osmolovskaya. Alliberen substàncies que ajuden a mantenir l'equilibri aigua-elèctric i protegeixen les estructures cel·lulars. Però fins i tot als llacs subterranis extremadament salats (brins) amb una concentració de fins al 30% hi ha pocs microbis d'aquest tipus.

Segons Orosei, els rastres de les formes de vida que existien quan hi havia climes més càlids i aigua a la superfície del planeta, i les condicions s'assemblaven a la Terra primitiva, podrien romandre als llacs marcians.

Però hi ha un altre obstacle: la mateixa composició de l'aigua. El sòl marcià és ric en perclorats - sals d'àcid perclòric. Les solucions de perclorat es congelen a temperatures significativament més baixes que l'aigua de mar normal o fins i tot. Però el problema és que els perclorats són oxidants actius. Afavoreixen la descomposició de molècules orgàniques, la qual cosa significa que són perjudicials per als microbis.

Potser menyspreem la capacitat de la vida per adaptar-se a les condicions més dures. Però per demostrar-ho, cal trobar almenys una cèl·lula viva.

"Maons" sense cocció

Les formes de vida que viuen a la Terra no es poden imaginar sense molècules orgàniques complexes que contenen carboni. Cada àtom de carboni pot crear fins a quatre enllaços amb altres àtoms al mateix temps, donant lloc a una gran riquesa de compostos. L'"esquelet" de carboni està present a la base de totes les substàncies orgàniques, incloses les proteïnes, els polisacàrids i els àcids nucleics, que es consideren els "blocs de construcció" més importants de la vida.

La hipòtesi de la panspèrmia només afirma que la vida en les seves formes més simples va arribar a la Terra des de l'espai. En algun lloc de l'espai interestel·lar, es van desenvolupar unes condicions que van permetre reunir molècules complexes.

Potser no en forma de cèl·lula, sinó en forma d'una mena de protogenoma: nucleòtids que es poden reproduir de la manera més senzilla i codificar la informació necessària per a la supervivència d'una molècula.

Per primera vegada, les bases d'aquestes conclusions van aparèixer fa 50 anys. Es van trobar molècules d'uracil i xantina dins del meteorit de Marchison, que va caure a Austràlia el 1969. Es tracta de bases nitrogenades capaces de formar nucleòtids, a partir dels quals ja es formen polímers d'àcid nucleic -ADN i ARN-.

La tasca dels científics era establir si aquestes troballes són conseqüència de la contaminació a la Terra, després de la caiguda, o tenen un origen extraterrestre. I el 2008, mitjançant el mètode del radiocarboni, es va poder establir que l'uracil i la xantina es van formar efectivament abans que el meteorit caigués a la Terra.

Ara a Marchison i meteorits similars (s'anomenen condrites carbonades), els científics han trobat tot tipus de bases a partir de les quals es construeixen tant l'ADN com l'ARN: sucres complexos, com ara ribosa i desoxiribosa, diversos aminoàcids, inclosos els àcids grassos essencials. A més, hi ha indicis que els orgànics es formen directament a l'espai.

L'any 2016, amb l'ajuda de l'aparell Rosetta de l'Agència Espacial Europea, es van trobar a la cua del cometa Gerasimenko rastres de l'aminoàcid més simple, la glicina, així com de fòsfor, que també és un component important per a l'origen de la vida. -Txuriumov.

Però aquests descobriments suggereixen més aviat com es podria haver portat la vida a la Terra. Encara no està clar si pot sobreviure i desenvolupar-se durant molt de temps fora de les condicions terrestres. "Les grans molècules, les molècules complexes, que classificaríem com a orgàniques a la Terra sense cap opció, es poden sintetitzar a l'espai sense la participació dels éssers vius", diu l'astrònom Dmitry Vibe. "Sabem que la matèria orgànica interestel·lar va entrar al sistema solar i la Terra. Però llavors una altra cosa li estava passant: la composició isotòpica i la simetria estaven canviant".

Traces a l'atmosfera

Una altra manera prometedora de buscar la vida s'associa amb biosignatures o biomarcadors. Es tracta de substàncies, la presència de les quals a l'atmosfera o al sòl del planeta indica definitivament la presència de vida. Per exemple, a l'atmosfera terrestre hi ha molt d'oxigen, que es forma com a resultat de la fotosíntesi amb la participació de plantes i algues verdes. També conté molt metà i diòxid de carboni, que són produïts pels bacteris i altres organismes vius en el procés d'intercanvi de gasos durant la respiració.

Però trobar restes de metà o oxigen a l'atmosfera (a més d'aigua) encara no és un motiu per obrir xampany. Per exemple, el metà també es pot trobar a l'atmosfera d'objectes semblants a les estrelles: nanes marrons.

I l'oxigen es pot formar com a resultat de la divisió del vapor d'aigua sota la influència de la radiació ultraviolada forta. Aquestes condicions s'observen a l'exoplaneta GJ 1132b, on la temperatura arriba als 230 graus centígrads. La vida en aquestes condicions és impossible.

Perquè un gas sigui considerat una biosignatura s'ha de demostrar el seu origen biogènic, és a dir, s'ha de formar precisament com a conseqüència de l'activitat dels éssers vius. Aquest origen dels gasos s'indica, per exemple, per la seva variabilitat a l'atmosfera. Les observacions mostren que els nivells de metà a la Terra fluctuen amb l'estació (i l'activitat dels éssers vius depèn de l'estació).

Si en un altre planeta el metà desapareix de l'atmosfera, llavors apareix (i això es pot registrar durant, per exemple, un any), vol dir que algú l'està emetent.

Mart va tornar a ser una de les possibles fonts de metà "viu". Els primers indicis d'això al sòl van ser revelats pels dispositius del programa Viking, que es van enviar al planeta a la dècada de 1970, només amb l'objectiu de buscar matèria orgànica. Les molècules de metà descobertes en combinació amb clor es van prendre inicialment com a prova. Però el 2010, diversos investigadors van revisar aquest punt de vista.

Van descobrir que els perclorats que ja coneixem al sòl marcià, quan s'escalfen, destrueixen la major part de la matèria orgànica. I les mostres dels víkings es van escalfar.

A l'atmosfera de Mart, es van descobrir rastres de metà per primera vegada l'any 2003. La troballa va revifar immediatament les converses sobre l'habitabilitat de Mart. El fet és que qualsevol quantitat significativa d'aquest gas a l'atmosfera no duraria gaire, però seria destruïda per la radiació ultraviolada. I si el metà no es descompon, els científics han conclòs que hi ha una font permanent d'aquest gas al Planeta Roig. I tanmateix, els científics no tenien una confiança ferma: les dades obtingudes no exclouen que el metà trobat fos la mateixa "contaminació".

Però les observacions del rover Curiosity el 2019 van registrar un augment anormal dels nivells de metà. A més, va resultar que ara la seva concentració és tres vegades superior al nivell de gas registrat el 2013. I aleshores va passar una cosa encara més misteriós: la concentració de metà va tornar a baixar als valors de fons.

L'enigma del metà encara no té una resposta inequívoca. Segons algunes versions, el rover pot estar situat al fons d'un cràter, en el qual hi ha una font subterrània de metà, i el seu alliberament està associat a l'activitat tectònica del planeta.

Tanmateix, les biosignatures poden ser poc òbvies. Per exemple, el setembre de 2020, un equip de la Universitat de Cardiff va detectar rastres de gas fosfina a Venus, un compost especial de fòsfor que participa en el metabolisme dels bacteris anaeròbics.

L'any 2019, les simulacions per ordinador van demostrar que la fosfina no es pot formar en planetes amb un nucli sòlid excepte com a resultat de l'activitat dels organismes vius. I la quantitat de fosfina trobada a Venus parlava a favor del fet que no es tractava d'un error ni d'una impuresa accidental.

Però una sèrie de científics es mostren escèptics sobre el descobriment. L'astrobiòleg i expert en estats reduïts del fòsfor Matthew Pasek va suggerir que hi ha algun procés exòtic que no s'ha tingut en compte per les simulacions per ordinador. Va ser ell qui va poder tenir lloc a Venus. Pasek va afegir que els científics encara no estan segurs de com la vida a la Terra produeix fosfina i si la produeixen els organismes.

Enterrat a la pedra

Un altre possible signe de vida, de nou associat a Mart, és la presència en mostres del planeta d'estructures estranyes semblants a les restes d'éssers vius. Aquests inclouen el meteorit marcià ALH84001. Va volar des de Mart fa uns 13.000 anys i va ser trobat a l'Antàrtida l'any 1984 per geòlegs que anaven en moto de neu pels turons Allan (ALH significa Allan Hills) a l'Antàrtida.

Aquest meteorit té dues característiques. En primer lloc, és una mostra de roques de l'època d'aquell mateix "Mart humit", és a dir, l'època en què hi podia haver aigua. El segon: es van trobar estructures estranyes, que recorden objectes biològics fossilitzats. A més, va resultar que contenen traces de matèria orgànica! Tanmateix, aquests "bacteris fossilitzats" no tenen res a veure amb els microorganismes terrestres.

Són massa petits per a qualsevol vida cel·lular terrestre. Tanmateix, és possible que aquestes estructures apuntin als predecessors de la vida. L'any 1996, David McKay del Centre Johnson de la NASA i els seus col·legues van trobar els anomenats pseudomorfs en un meteorit: estructures cristal·lines inusuals que imiten la forma (en aquest cas) d'un cos biològic.

Poc després de l'anunci de 1996, Timothy Swindle, un científic planetari de la Universitat d'Arizona, va realitzar una enquesta informal a més de 100 científics per esbrinar com se sentia la comunitat científica sobre les afirmacions.

Molts científics es van mostrar escèptics sobre les afirmacions del grup McKay. En particular, diversos investigadors han argumentat que aquestes inclusions poden sorgir com a resultat de processos volcànics. Una altra objecció estava relacionada amb les dimensions molt petites (nanomètriques) de les estructures. Tanmateix, els partidaris es van oposar a això que es van trobar nanobacteris a la Terra. Hi ha un treball que mostra la indistinció fonamental dels nanobacteris moderns dels objectes d'ALH84001.

El debat està bloquejat pel mateix motiu que en el cas de la fosfina venusiana: encara tenim poca idea de com es formen aquestes estructures. Ningú pot garantir que la similitud no sigui una coincidència. A més, hi ha cristalls a la Terra, com la querita, que són difícils de distingir de les restes "fossilitzades" fins i tot de microbis normals (per no parlar dels nanobacteris poc estudiats).

La recerca de la vida extraterrestre és com córrer darrere de la teva pròpia ombra. Sembla que la resposta està davant nostre, només ens hem d'apropar. Però s'allunya, adquirint noves complexitats i reserves. Així és com funciona la ciència, eliminant els "falsos positius". Què passa si l'anàlisi espectral falla? Què passa si el metà a Mart és només una anomalia local? Què passaria si les estructures que semblen bacteris fossin només un joc de la natura? No es poden descartar completament tots els dubtes.

És molt possible que els brots de vida apareguin constantment a l'Univers, aquí i allà. I nosaltres, amb els nostres telescopis i espectròmetres, sempre anem tard a una cita. O, al contrari, arribem massa aviat. Però si creus en el principi copèrnic, que diu que l'Univers en el seu conjunt és homogeni i els processos terrenals han de tenir lloc en un altre lloc, tard o d'hora ens creuarem. És qüestió de temps i tecnologia.