2020 yılında bilim insanları Dünya büyüklüğünde kayalık bir gezegenin atmosferinde fosfin adı verilen bir gaz tespit etti. Fosfinin biyolojik süreçler dışında üretilemeyeceğini bilen bilim insanları, kimyasalın kaynağının tek açıklamasının şu anda canlı olan bir şey olduğunu ileri sürüyorlar. New York Times bildirdi. "Biyo-imza gazları" söz konusu olduğunda, fosfin tam bir kaçış noktası gibi görünüyordu.

Ta ki öyle olmayana kadar.

Gezegen Venüs'tü ve Venüs gökyüzündeki potansiyel bir biyolojik imzaya ilişkin iddia, yıllar sonra bile hala tartışmalara saplanmış durumda. Bilim insanları, bırakın fosfinin ikiz gezegenimizde bir uzaylı biyosferinin varlığına dair güçlü bir kanıt olup olmayacağı bir yana, orada bulunup bulunmadığı konusunda da hemfikir değiller.

Venüs için zor olduğu ortaya çıkan şey, yalnızca ışıkyılı uzaklıktaki ötegezegenler için daha da zor olacak.

NASA'nın 2021'de fırlatılan James Webb Uzay Teleskobu (JWST), bazılarının tartışmalı bir şekilde yaşamın olası kanıtı olarak yorumladığı K2-18 b olarak adlandırılan orta büyüklükteki bir ötegezegenin atmosferik bileşimine ilişkin verileri zaten geri ışınladı. Ancak biyo-imza tespitine yönelik umutlar yükselirken, bazı bilim insanları bir dış gezegenin atmosferindeki gazların uzaylılar için ikna edici bir kanıt olup olmayacağını açıkça sormaya başlıyor.

Son zamanlarda yayınlanan çok sayıda makale, ötegezegenin biyolojik imzasının tespitindeki göz korkutucu belirsizlikleri araştırıyor. Belirledikleri temel zorluklardan biri bilim felsefecisinin ne yapacağıdır. Peter Vickers Durham Üniversitesi'ndeki çağrılar düşünülmemiş alternatifler sorunu. Basitçe ifade edersek, bilim insanları bir gazın varlığına ilişkin olası biyolojik olmayan tüm açıklamaları göz ardı ettiklerinden nasıl emin olabilirler - özellikle de ötegezegenin jeolojisi ve kimyası neredeyse uzaylı yaşamı kadar gizemli kaldığı sürece?

Vickers, "Sürekli yeni fikirler araştırılıyor ve bu fenomen için henüz düşünülmemiş bazı abiyotik mekanizmalar olabilir" dedi. “Bu, astrobiyolojideki düşünülmemiş alternatiflerin sorunu.”

Gökbilimci, "Odadaki filin bir parçası" dedi Daniel Angerhausen LIFE misyonunda proje bilimcisi olan İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Zürih'ten, Dünya benzeri dış gezegenlerde biyolojik imza gazlarını arayacak önerilen bir uzay teleskopu.

Bilim adamları uzak bir gezegende varsayılan bir biyo-imza gazı tespit ederlerse veya tespit ettiklerinde, Bayes teoremi adı verilen bir formülü kullanarak orada yaşamın var olma şansını üç olasılığa göre hesaplayabilirler. Bunlardan ikisinin biyolojiyle ilgisi var. Birincisi, hakkında bilinen her şey göz önüne alındığında, o gezegende yaşamın ortaya çıkma olasılığı. İkincisi, eğer yaşam varsa gözlemlediğimiz biyoimzayı yaratma olasılığıdır. Astrobiyologlara göre her iki faktör de önemli belirsizlikler taşıyor Cole Mathis Arizona Eyalet Üniversitesi'nden ve Harrison Smith Tokyo Teknoloji Enstitüsü'nün Dünya-Yaşam Bilimleri Enstitüsü'nden Dr. kâğıt Geçen sonbaharda.

Üçüncü faktör, cansız bir gezegenin gözlemlenen sinyali üretme olasılığıdır; araştırmacıların şimdi fark ettiği gibi, aynı derecede ciddi bir zorluk da, düşünülmemiş abiyotik alternatifler sorunuyla iç içe geçmiştir.

Vickers, "Bu, sizin sorumlu bir şekilde dolduramayacağınızı iddia etme olasılığımızdır" dedi. “Neredeyse sıfırdan 1'e kadar herhangi bir değerde değişebilir.”

Dünya ile Neptün arasında orta büyüklükte bir "mini-Neptün" olan K2-18 b'nin durumunu düşünün. 2023 yılında JWST verileri, atmosferinde istatistiksel olarak zayıf bir dimetil sülfit (DMS) işareti ortaya çıkardı. DMS, Dünya'da deniz organizmaları tarafından üretilir. Araştırmacılar geçici olarak K2-18 b'de tespit edildi gökyüzünde keşfedilen diğer gazları, gezegenin yaşanabilir bir yüzey okyanusuna sahip bir "su dünyası" olduğu şeklinde yorumladılar ve buradaki DMS'nin deniz yaşamından geldiği teorisini desteklediler. Ancak diğer bilim insanları aynı gözlemleri, Neptün'ünkine daha çok benzeyen, yaşanması zor, gazlı bir gezegen bileşiminin kanıtı olarak yorumluyor.

Henüz düşünülmemiş alternatifler, astrobiyologları, iyi bir biyoimzanın ne olduğuna dair fikirlerini birçok kez gözden geçirmeye zorladı. Fosfin ne zaman vardı Venüs'te tespit edildiBilim insanları bunun cansız, kayalık bir dünyada üretilebileceği herhangi bir yolu bilmiyorlardı. O zamandan bu yana birkaç tane mümkün olanı belirlediler. gazın abiyotik kaynakları. Bir senaryo, volkanların fosfit adı verilen ve Venüs'ün atmosferindeki kükürt dioksit ile reaksiyona girerek fosfin oluşturabilecek kimyasal bileşikler salmasıdır; bilim adamlarının ikiz gezegenimizde aktif volkanizma kanıtı buldukları göz önüne alındığında makul bir açıklama. Benzer şekilde, NASA Astrobiyoloji Enstitüsü'nün Sanal Gezegen Laboratuvarı'ndan Victoria Meadows'un da aralarında bulunduğu araştırmacıların 2010'lara kadar oksijen bir biyo-imza gazı olarak kabul ediliyordu. başladı bulmak için yolları kayalık gezegenlerin olabileceği oksijen biriktirmek biyosfer olmadan. Örneğin, oksijen oluşabilir Venüs ve Avrupa gibi çok çeşitli dünyalarda bol miktarda bulunan kükürt dioksitten.

Bugün astrobiyologlar, tek bir gazın biyolojik imza olabileceği fikrinden büyük ölçüde vazgeçtiler. Bunun yerine, yaşam olmadan bir arada var olamayacak olan “toplulukları” veya gaz kümelerini tanımlamaya odaklanıyorlar. Günümüzün altın standart biyoimzası olarak adlandırılabilecek bir şey varsa, o da oksijen ve metanın birleşimidir. Metan oksijen bakımından zengin atmosferlerde hızla bozunur. Dünya üzerinde iki gaz bir arada var olabiliyor çünkü biyosfer onları sürekli olarak yeniliyor.

Şu ana kadar bilim insanları oksijen-metan biyolojik imzaları için abiyotik bir açıklama getirmeyi başaramadılar. Ancak Vickers, Smith ve Mathis bu özel çiftin (veya belki de herhangi bir gaz karışımının) ikna edici olacağından şüpheli. Smith, "Baktığımız şeyin, bilinmeyen bir jeokimyasal sürecin sonucunun aksine, aslında yaşamın bir sonucu olduğundan emin olmanın hiçbir yolu yok" dedi.

“JWST bir yaşam dedektörü değil. Mathis, bize bir gezegenin atmosferinde hangi gazların bulunduğunu söyleyebilen bir teleskop" dedi.

Sarah RugheimerYork Üniversitesi'nde dış gezegenlerin atmosferlerini inceleyen astrobiyolog ise daha iyimser. Oksijen ve metan gibi topluluk biyolojik imzaları için alternatif abiyotik açıklamaları aktif olarak araştırıyor. Yine de şöyle diyor: "Oksijen, metan, su ve CO2'yi görseydik bir şişe şampanya açardım - çok pahalı bir şampanya -₂” bir dış gezegende.

Heyecan verici bir sonuca özel olarak içki dökmek elbette dünyaya uzaylıları bulduklarını söylemekten farklıdır.

Rugheimer ve konuşan diğer araştırmacılar Kuantum Bu hikaye için, biyoimzalarla ilgili belirsizlik hakkında kamuoyunda en iyi nasıl konuşulacağını merak ediyorlar - ve belirli bir tespitle ilgili astrobiyolojik görüşteki dalgalanmaların halkın bilime olan güvenini nasıl zayıflatabileceğini merak ediyorlar. Endişelerinde yalnız değiller. Venüs fosfin destanı 2021'de doruğa yaklaşırken, NASA yöneticileri ve bilim adamları astrobiyoloji topluluğundan biyolojik imza tespitinde kesinlik için sağlam standartlar oluşturmaları konusunda ricada bulundular. 2022 yılında Yüzlerce astrobiyolog bir araya geldi Konuyu tartışmak için sanal bir çalıştay düzenlenmesini talep ediyoruz; ancak hâlâ biyoimza için resmi bir standart ve hatta tanım yok. Angerhausen, "Şu anda hepimizin, her şeyden önce bunun biraz sorun olduğu konusunda hemfikir olduğumuz için oldukça mutluyum" dedi.

Vickers, araştırmaların belirsizliğe rağmen ilerlemesi gerektiğini söylüyor. Astrobiyoloji gibi yeni başlayan bir alan için çıkmaz sokaklarla karşılaşmak ve geri adım atmak zorunda kalmak doğaldır. Smith, "Bu, insanların bilimin genel olarak nasıl işlediğini daha iyi anlamaya çalışması gereken bir şey" dedi. "Bildiklerimizi güncellememizde bir sakınca yok." Smith ve Vickers, biyoimzalarla ilgili cesur iddiaların, bilim insanlarının onları tahrif etmeleri için ateş yakmanın bir yolunu bulduğunu söylüyor; yani, düşünülmemiş alternatiflerin peşine düşmek.

Venüs'ün tespit edilmesine yardımcı olan fosfin uzmanı Bard Koleji'nden astrokimyacı Clara Sousa-Silva, "Venüs'te neler olduğunu hala bilmiyoruz ve bu yüzden de durum elbette umutsuz görünüyor" dedi. Ona göre bir sonraki adım açık: “Venüs'ü tekrar düşünelim.” Gökbilimciler onlarca yıldır Venüs'ü neredeyse görmezden geldiler. Biyoimza tartışması, yalnızca daha önce dikkate alınmayan abiyotik fosfin kaynaklarını keşfetmeye yönelik değil, aynı zamanda kardeş gezegenimizi kendi başına daha iyi anlamaya yönelik yeni çabaları da ateşledi. (En azından Venüs'e beş görev önümüzdeki onyıllar için planlanması planlanıyor.) "Bunun aynı zamanda ötegezegenler için de umut kaynağı olduğunu düşünüyorum."