Astrobiologia: Värillinen luettelo elämästä

Organismien spektrin sormenjäljen tulisi helpottaa vieraan elämän etsimistä

Kahdeksan 137: Kunkin näytteen kuvassa on tavanomainen valokuva mikro-organismista yläosassa, valokuvan alla 400x suurennuksella. Kokoonpanon aikana tutkijat kiinnittivät huomiota suurimpaan mahdolliseen väri- ja pigmentointimuotoon. © Hegde et ai. / MPIA
lukea ääneen

Kuinka tunnistat elämän muilla planeetoilla? He etsivät oikeaa väriä: Astronomit ja biologit ovat ryhtyneet luomaan "Elämän värikatalogin". He ovat jo mitanneet 137 erilaisen mikro-organismin spektrinvärisen sormenjäljen, tutkijat raportoivat julkaisussa "Proceedings of the National Academy of Sciences." Tällaiset luettelot helpottavat tulevaisuuden elämän etsimistä eksoplaneetoilla - mutta valitettavasti vain, jos kaukoputket ovat vahvat ovat tarpeeksi sille.

Lähes päivittäin tähtitieteilijät löytävät uusia planeettoja muissa tähtijärjestelmissä. Joillakin näistä eksoplaneetoista voi jopa olla olemassa olosuhteita, joissa elämä on mahdollista. Jos jollain näistä joskus satojen valovuosien päässä olevista planeetoista oli elämää - miten tämä voidaan määrittää tästä etäisyydestä?

Kemiallinen sormenjälki heijastuneessa valossa

Astronomit tutkivat planeettaa kaappaamalla emolevyn valon, joka heijastuu sen ilmakehästä ja pinnasta. Tämä heijastunut säteily sisältää tietoa planeetalla esiintyvistä aineista. Maan ulkopuolella olevat tähtitieteilijät selvisisivät maan näkyessä, että osa heijastuneesta valosta on puiden ja muiden kasvien värillistä vihreää.

Eri väriaineet jättävät tietyt kuviot heijastuneen valon spektriin, sormenjäljen mukaan. Periaatteessa organismi voidaan havaita suoraan, jos se peittää riittävän suuret osat eksoplaneetan pinnasta. Tämä vaatisi värin mittaamista, jonka organismi antaa heijastuneelle valolle. Tämä väri puolestaan ​​riippuu pigmenteistä - eli elävän organismin sisältämästä väriaineesta.

Monipuoliset pigmentit erilaisista luontotyypeistä

Bonnissa sijaitsevan Max Planckin tähtitieteen instituutin Siddharth Hegden johdolla tähtitieteilijät ja biologit ovat kokoontuneet tutkimaan tällaisten spektristen sormenjälkien monenlaisia ​​mahdollisuuksia. He halusivat selvittää, mitkä niistä vastaavat erilaisia ​​mikro-organismeja ja mitä tämä tarkoittaa eksoplaneettojen pintojen värjäyksessä. näyttö

Sininen planeetta, osittain vihreä: maan pinnalla olevat kasvit värittävät jotakin heijastetusta auringonvalosta - merkki elämästä maan päällä. Samalla tavalla mikro-organismit voisivat osoittaa elämän eksoplaneetoilla. NASA Earth Observatory

Tätä varten ryhmä kokosi 137 erityyppisen mikro-organismin viljelmiä. Valintaprosessissa tutkijoiden tärkein huolenaihe oli saada mahdollisimman suuri pigmenttivaihtoehto. Organismit tulivat hyvin erilaisista luontotyypeistä, Atacamawstesta Chilestä Havaijin suolaveteen ja puurakennuksiin suolaveden lähteellä Missourissa.

Luettelo mahdollisesta elämän monimuotoisuudesta

Näiden mikro-organismien viljelmissä tutkijat pudottivat sitten eri aallonpituuksilla valoa näkyvästä läheiseen infrapunaan mittaamaan heijastuneen valon spektrin. Vahvistettiin, että tällainen spektri on todella ominaista pigmenttiseokselle kyseisessä organismissa. Saadut kemialliset sormenjäljet ​​koottiin verkkokatalogiin. Se on kaikkein täydellisin ja monipuolisin luettelo tällaisesta ja ensimmäinen koskaan luotu eksoplaneettojen pintaominaisuuksien suhteen.

Mikro-organismien väristä vastaavat pigmentit ovat muodostuneet monenlaisissa elinoloissa. Siksi luettelo on myös esimerkki elämän mahdollisesta monimuotoisuudesta aurinkokunnan ulkopuolella, koska erilaiset eksoplaneetit ovat myös monenlaisissa olosuhteissa. Yksittäisten pigmenttien havaitseminen voisi siksi antaa tietoja taivaankappaleen ominaisuuksista samanaikaisesti.

Ensimmäinen idea vieraiden maailmojen elämästä

Ryhmä aikoo kerätä lisää näytteitä ja laajentaa luetteloa kattamaan entistä laajemman määrän mikro-organismeja. Tuloksen ei pitäisi olla kiinnostavaa vain astrobiologeja, vaan myös tähtitieteilijöitä, jotka laskevat planeettojen ilmakehän malleja. Tällaisten organismien spektraalisten sormenjälkien havaitseminen planeetan pinnalta on kuitenkin huomattava haaste jopa seuraavan sukupolven teleskoopeille.

Tällä hetkellä ei ole vielä mahdollista analysoida saman kokoisen eksoplaneetan heijastunutta valoa kuin maapallolla. Tällainen planeetta vain tähtiensä ulkopuolelle jää. Luotu luettelo voi toimia viite- ja lähtökohtana tuleville malleille, kuten Lisa Kaltenegger Ithacan Cornellin yliopiston vaaleanpunaisten pisteiden instituutista selittää: "Mutta tämä tietokanta antaa meille näkemyksen kuinka suuri valikoima jäljitettäviä elämänjälkiä monilla erilaisilla maailmoilla, joita siellä voi olla olemassa. "(Kansallisen tiedeakatemian julkaisut, 2015; doi: 10.1073 / pnas.1421237112)

(Max Planckin tähtitieteen instituutti, 17.03.2015 - AKR)