Современные научные инструменты позволяют астрономам обнаруживать специфические молекулы в атмосферах экзопланет, в туманностях за сотни световых лет от нас и даже в самых отдаленных уголках Млечного Пути. За почти столетие исследований, начиная с первой находки в 1937 году, космический химический каталог пополнился более чем 350 внеземными молекулами. Ежегодно этот список растет на десятки новых позиций. Значительная часть этих находок — это прекурсоры биомолекул, своеобразные «кирпичики», которые могут пролить свет на зарождение жизни в космосе.
Однако поиск химических соединений там, куда человечество вряд ли когда-либо доберется физически — это сложный процесс сбора и постоянной проверки данных.
Как телескопы «видят» невидимое
Поскольку физически посетить зоны формирования звезд невозможно, исследователи полагаются на электромагнитное излучение. Главный инструмент в этом поиске — радиотелескопы.
Когда молекулы газа свободно вращаются в космическом пространстве, они высвобождают энергию в виде фотонов. Разные типы вращения генерируют разные уровни энергии, и каждый фотон несет этот уникальный сигнал к радиотелескопу. Если инструмент фиксирует полный набор ожидаемых сигналов, формируется своеобразный химический «отпечаток» — спектр. Именно по нему ученые идентифицируют молекулу.
Для астрохимии также используют оптические и инфракрасные обсерватории, такие как James Webb и Hubble. Однако работать с их данными несколько сложнее, ведь собранные ими химические сигналы часто трудно отличить друг от друга.
Создание эталонов в земных лабораториях
За каждой новостью о найденной космической молекуле стоят месяцы тщательного моделирования и тестирования. Чтобы понять, что именно искать, ученые создают эталонные спектры на Земле.
В специальных лабораториях химические вещества помещают в вакуумные трубки, имитируя условия открытого космоса. С помощью чувствительных сенсоров исследователи записывают, как выглядел бы сигнал этой молекулы для радиотелескопа. Одновременно с этим создаются сложные компьютерные модели. Ученые непрерывно калибруют входные параметры, пока результаты симуляции не совпадут с реальными лабораторными тестами. Только когда модель становится абсолютно надежной, астрономы могут использовать ее для поиска реальных сигналов в космосе.
Проблема ложных сенсаций
Даже при наличии мощного оборудования процесс детектирования не всегда идеален. Иногда сигналы из космоса слишком слабые, или же спектры различных молекул накладываются друг на друга, создавая «шум».
Когда ученые находят намеки на биологические молекулы, возникает огромный соблазн первыми заявить о сенсации. Однако спешка часто приводит к ошибочным выводам. Классический пример — громкое «открытие» глицина (простейшей аминокислоты) в межзвездном пространстве более 20 лет назад. Казалось, это изменит представления о космической биологии. Но дальнейшие проверки выявили нехватку ключевых сигналов в исходных данных. Сегодня астрохимики признают: глицин в звездообразующих туманностях отсутствует.
«Жизнь» на Венере
Похожая ситуация разворачивается сейчас вокруг потенциального обнаружения фосфина в атмосфере Венеры. На Земле этот газ часто связан с процессами жизнедеятельности. Первые сообщения о фосфине вызвали бурные дискуссии о возможных биосигнатурах на соседней планете.
Однако наука требует воспроизводимости результатов. Последующие исследования, проведенные другими командами, не смогли однозначно подтвердить исходные данные. Уже около пяти лет научное сообщество продолжает собирать информацию, чтобы окончательно подтвердить или опровергнуть эту гипотезу.
Не нужно спешить
Достоверность открытия потенциальных биосигнатур, основанного лишь на одном-двух зафиксированных сигналах, сомнительна. Надежное подтверждение требует совпадения как минимум пяти маркеров.
Настоящая наука не терпит спешки. Необходимо дать время другим исследователям провести собственные тесты, воспроизвести результаты и вынести окончательный вердикт: действительно ли мы нашли что-то уникальное, или это была лишь иллюзия.
Ранее мы объясняли, возможна ли жизнь на планетах возле карликов и сверхгигантов.
По материалам The Conversation
