Фундаментальными критериями в поиске внеземной жизни остаются наличие жидкой воды и характерные биосигнатуры. Изучая экзопланеты, астрономы в первую очередь оценивают их расположение в «зоне обитаемости» звезды, где физические условия допускают существование воды в жидкой фазе. Однако наличие воды — лишь предпосылка, а не гарантия жизни.
Второй опорой поиска стали биосигнатуры — химические следы жизнедеятельности в атмосферах планет. Телескоп «Джеймс Уэбб» уже фиксирует интригующие данные, но здесь ученые сталкиваются с проблемой ложных срабатываний: процессы, которые на Земле имеют сугубо биологическую природу, на экзопланетах с иными условиями могут быть результатом обычных абиотических реакций.
В качестве альтернативы исследователи предлагают агностический подход. В журнале The Astrophysical Journal опубликована работа «Агностическая биосигнатура, основанная на моделировании панспермии и терраформирования», написанная Харрисоном Смитом (Институт науки в Токио) и Ланой Синапайен (Национальный институт фундаментальной биологии, Япония).
«Поиск жизни внутри Солнечной системы сильно ограничен количеством доступных локаций», — отмечают авторы. — «За её пределами возможности практически бесконечны, однако интерпретация атмосферных особенностей как неоспоримых доказательств биологической активности остается крайне сложной задачей».
Ученые подчеркивают, что полагаться исключительно на отдельные маркеры или техносигнатуры рискованно, так как они строятся на антропоцентричных гипотезах о природе технологий и эволюции цивилизаций.
Данное исследование предлагает сместить вектор внимания с анализа единичных объектов на изучение сценариев, при которых жизнь распространяется от мира к миру.
«Мы разработали метод, позволяющий выявлять признаки жизни без необходимости поиска «неопровержимых улик» на уровне одной планеты. Наш подход опирается на статистические свойства, проявляющиеся в группах небесных тел», — поясняют исследователи.
Используя компьютерное моделирование, авторы показали: если жизнь перемещается между планетами или звездными системами, это неизбежно отражается на наблюдаемых параметрах этих миров. Анализ статистических корреляций между расположением и характеристиками планет позволяет создавать надежные индикаторы жизни, минимизируя вероятность ошибочных выводов.
«Группируя планеты по их наблюдаемым физическим свойствам и выявляя пространственно локализованные кластеры, мы можем приоритизировать объекты для дальнейшего изучения, основываясь на их потенциальной обитаемости», — добавляют ученые.
Этот метод превращает охоту за конкретными химическими соединениями в поиск закономерностей.
«Фокусируясь на механизмах взаимодействия жизни с окружающей средой, мы избавляемся от необходимости в идеальных, заранее определенных биосигнатурах», — подчеркнул Смит в своем пресс-релизе. Синапайен добавляет: «Даже если инопланетная жизнь радикально отличается от земной, её глобальное влияние на планетарную среду оставит детектируемые следы. Именно в этом заключается сила нашего метода».
Суть стратегии заключается в анализе больших массивов данных. Жизнь идентифицируется не как точечное событие, а как статистическая закономерность — следствие того, что в процессе распространения жизнь меняет облик планет, намеренно или нет, делая это предсказуемым образом.
«Анализируя популяцию планет, мы можем выделить кластеры, которые с высокой долей вероятности прошли через процессы терраформирования», — пишут авторы.
Такой агностический подход элегантно обходит тупики, в которые нас заводят ограниченные знания. История поисков — например, дискуссии вокруг фосфина — наглядно показала, насколько разнообразны могут быть миры и как коварны могут быть абиотические процессы, имитирующие биологические сигналы.
Поиск статистических аномалий, необъяснимых естественными механизмами, позволяет выявить присутствие жизни задолго до того, как удастся идентифицировать конкретную молекулу-маркер.
Разумеется, работа базируется на мощном математическом моделировании, которое остается важнейшим инструментом современной науки. Однако, как и любая теория, она требует подтверждения реальными наблюдательными данными.
Итоговое заключение авторов звучит весьма оптимистично:
«Результаты нашей модели указывают на то, что жизнь можно обнаружить на уровне популяций планет, имея данные всего по 1000 (или даже меньше) атмосфер. При этом нам не нужно знать природу этой жизни, её метаболизм или условия, в которых она возникла», — подытоживают исследователи.
По сути, ученые предлагают делегировать задачу распознавания образов — одну из самых сильных сторон человеческого интеллекта — современным технологиям обработки данных, что может стать ключом к разгадке величайшей тайны Вселенной.
