Нефотосинтетические пигменты покажут жизнь на экзопланетах

Чтобы найти жизнь во Вселенной, нужно представлять себе, как она может выглядеть. На других планетах могут быть организмы, не участвующие в фотосинтезе - как и некоторые на Земле. Как могут выглядеть населенные планеты с расстояния многих световых лет?

Докторант Вашингтонского университета (UW) Эдди Швитермэн (Eddie Schwieterman) и астроном Виктория Мидоус (Victoria Meadows) из междисциплинарной "Виртуальной планетарной лаборатории" (UW) опубликовали исследование о том, как такие нефотосинтетические биосигнатуры могли появиться у экзопланет. Сообщение об этом опубликованном в майском номер Astrobiology.

Для исследования биосигнатур организмов с нефотосинтетическими пигментами - им нужен свет не для выработки энергии - было использовано компьютерное моделирование. В результате выяснилось, что спектральная мощность сигнала таких организмов, покрывающих большую поверхность далекой планеты, может быть достаточной, чтобы его в будущем зафиксировали телескопы. Это исследование может дать новые возможности для поиска экзопланет пригодных для жизни за пределами Земли.

Лагуна Колорада - мелкое соленое озеро в Боливии - одно из мест на Земле, цвета которого обусловлены нефотосинтетическими пигментами Фото: Noemí Galera/Flickr

Уже были известны данные о признаках растительности Земли - "красном крае" (red edge) спектра как возможной биосигнатуре экзопланет. Организмы, создающие кислород - например, деревья - дают увеличение светимости при переходе от видимого диапазона длин волн к инфракрасному. Вот почему на инфракрасной фотографии листва выглядит ярко и это часто используется для отображения растительного покрова Земли на фото со спутников.

Eddie Schwieterman

Швитермэн и его соавтор, Чарльз Кокелл (Charles Cockel) из британского Центра Астробиологии, решили измерить коэффициент отражения земных организмов с различными видами пигментов. В их число были включены и не участвующие в фотосинтезе. Исследователи собирались выяснить, в чем отличие биосигнатур нефотосинтетических и фотосинтетических организмов, а также неживой природы: горной породы и минералов.

Пигменты, которые поглощают свет, полезны для земных организмов не только производством энергии. Некоторые из них защищают от излучения Солнца, или их антиоксиданты помогают организмам выжить экстремальных условиях, таких как сильная концентрация солей, высокая температура или кислотность. Есть даже фотосинтезирующие пигменты, которые вообще не производят кислород.

Свои результаты Швитермэн и Мидоус подключили к Виртуальным лабораторным планетарным спектральным моделям - в них входят эффекты атмосферы и облаков - для имитации гипотетических планет, с поверхностями, в различной степени покрытыми такими организмами.

Экзопланеты находятся слишком далеко, чтобы увидеть их во всех подробностях; даже телескопы ближайшего будущего покажут свет от таких удаленных объектов размером не больше одного пикселя. Поэтому сильный сигнал от нефотосинтезирующих пигментов будет замечен как "средняя величина диска", или средняя планетарная светимость в электромагнитном спектре.

"Эта более широкая перспектива может позволить нам понять то, что мы, возможно, пропустили, или предложить дополнительное доказательство в сочетании с газовой биосигнатурой, например, кислорода, что планета населена".
Эдди Швитермэн

У планетарной лаборатории есть растущая база данных спектров и пигментов нефотосинтетических организмов, большинство которых доступны общественности. К ней были добавлены и данные из этого проекта. Швитермэн отметил, что нужно занести в каталог многие спектральные признаки земной жизни, а также определить, какая часть планетарной поверхности могла быть покрыта пигментированными организмами любого типа.

"Мы должны думать и о том, какие виды адаптации, которых нет на Земле, могут существовать в других мирах, и каково взаимодействие возможных внеземных организмов с их световой средой".
Эдди Швитермэн

Источник: online.liebertpub.com

Планетарная туманность NGC 6153 на снимке телескопа "Хаббл"

NGC 6153

Телескоп "Хаббл" сделал великолепный снимок далекой планетарной туманности NGC 6153 из созвездия Скорпиона.

Космическим телескопом "Хаббл" (НАСА/ЕКА) с установленной на его борту "Wide Field and Planetary Camera 2" снято удивительное фото планетарной туманности, известной как NGC 6153 .

Термин "планетарная туманность" появился в 18 веке, так как круглые ярко светящиеся газовые облака, окружающие выбросы газа и плазмы из звезд класса Солнца, сжавшихся до размеров белых карликов, внешне напоминают газовые гиганты. Название сохранилось до наших дней, хотя с планетами эти туманности никак не связаны.

Туманность NGC 6153, известная также под номерами ESO 331-6 и HD 148687, находится на расстоянии от нас, равном приблизительно 4,830 светового года, в зодиакальном созвездии Скорпиона, которое можно наблюдать полностью на юге России и частично в ее центральных областях.

Созвездие Скорпион

Эллиптическая по форме, эта туманность имеет чрезвычайно обширную сеть петель и нитеобразных волокон, четко показанных на этом новом изображении телескопа "Хаббл".

Но не это вызывает особый интерес ученых, исследующих NGC 6153. Измерения показывают, что объект отличается большим количеством неона, аргона, кислорода, углерода и хлора - до трех раз превышающим их содержание в Солнечной системе, а азота в нем примерно впятеро больше, чем в Солнце. Звезда могла в ходе эволюции сама выработать такое количество этих элементов, но более вероятно, что она сформировалась из облака материи, в котором их изначально было намного больше.

Это изображение показывает планетарную туманность NGC 6153. Ее центральная звезда - слабый объект неизвестного спектрального типа Фото: ESA/Hubble/NASA/Matej Novak

Астроном-любитель Матей Новак (Matej Novak) представил версию этого изображения на открытый конкурс под названием "Скрытые сокровища телескопа Хаббл". Он проходил в двух направлениях:

1. Поиск изображений.
2. Обработка изображений.

Необходимо было найти на множестве снимков "Хаббла" - а их в данных телескопа больше миллиона - нечто уникальное, незамеченное профессиональными астрономами. Работа Новака заняла на этом конкурсе 8 место в категории "Обработка изображений".

Звездообразование вблизи сверхмассивных черных дыр

3C219

У большинства, если не у всех галактик, в ядрах есть сверхмассивные черные дыры. Это одно из самых важных и удивительных открытий современной астрономии. Сверхмассивная черная дыра растет за счет поглощения массы материи и создает большое количество энергии. Наиболее бурная эволюционная фаза объекта получила название "активное галактическое ядро" (AGN).

Хотя существует разница физических размеров всасывающей черной дыры и ее галактики, ученые предполагают, что между их ростом существует своего рода обратная связь. Понимание того, как влияют механизмы обратной связи на рост галактики (в частности, на формирование звезд), имеют первостепенное значение для нашего представления об эволюции галактик. Оба процесса достигли пика активности, когда Вселенной было лишь несколько миллиардов лет.

Астрономы CfA: Белинда Вилкес, Джоанна Курэсзкивич, Стив Виллнер, Мэтт Ашби, Джованни Фацио и их коллеги использовали космический телескоп Гершель для изучения инфракрасной эмиссии шестидесяти четырех ярких, радиогалактик и рентгеновских галактик с ядрами AGN, масса которых составляет более ста миллиардов солнечных. Они возникли около семи млрд. лет назад, и содержат несколько самых мощных квазаров. Все объекты имеют большие биполярные джеты, которые выбрасывают вещество из AGN в межгалактическое пространство.

Голубой объект в центре - это активное ядро радиогалактики 3C219, приводимое в действие сверхмассивной черной дырой; красным цветом показана степень радиоизлучения. Инфракрасные наблюдения за всеми подобными галактиками в возрасте от семи млрд. лет обнаружили, что при бурном звездообразовании ядерная активность преобладает в них над светимостью.

Яркая радиогалактика 3C219 Фото: NRAO, Parijskij и др.

Ученые решили определить, сколько светимости в этих мощных галактиках связано с AGN и сколько - со звездобразованием. Инфракрасный свет испускает нагретая пыль этих двух процессов, и детали эмиссии (например, типичная температура) могут помочь разобраться в их относительных вкладах.

Астрономы сделали вывод, что звездообразование в этих монстрах превышает в год сотни солнечных масс. Они отвергли предположение, что отток AGN подавляет в них формирование звезд. Следовательно, какими бы ни были детали механизма обратной связи роста, они не прекращают образование звезды. Но, несмотря на бурное звездообразование, большая часть светимости связана с AGN, даже в периоды, когда формирование звезд является наиболее активным.

Ученые смогли объяснить основные наблюдаемые различия между этими галактиками просто ориентацией их дисков по отношению к нашему углу обзора.

Источник: cfa.harvard.edu

Астрономы возобновляют строительство телескопа на Гавайях

Астрономы решили возобновить строительство телескопа на вулкане Мауна-Кеа, ставшего предметом протестов коренных гавайцев. Советом TMT в субботу в было заявлено, что строительство Тридцатиметрового телескопа возобновится в среду, 24 июня.

Более двух месяцев длились консультации, просвещение и диалоги со многими сторонами, заинтересованными в разрешении этого вопроса. Строительство телескопа должно продвигаться вперед, прозвучало в заявлении Генри Янга (Henry Yang), председателя Международного Совета Обсерватории TMT.

Это стало возможным после заявления, сделанного 26 мая губернатором Гавайев, Дэвидом Идже (David Ige - D), о комплексе мер, направленных на решение проблем протестующих коренных гавайцев. Их группы заблокировали доступ к строительной площадке TMT, так как считают гору своей священной землей.

Митинг протестующих гавайцев

Они требовали удалить около четверти существующих 13 телескопов Мауна-Кеа и изменить управление частью вершины вулкана.

В заявлении Янга от 20 июня говорится о намерениях астрономов.

"Мы сейчас довольны, что можем стать лучшими хранителями и лучшими соседями во время нашего временного и ограниченного пользования этой драгоценной землей, которая позволит нам исследовать небеса и расширить границы науки в интересах человечества".
Генри Янг

Совет TMT ожидает положительных отношений со всеми гавайцами, понимая, что большинство людей на Гавайях поддерживают этот проект. Глубоко уважая и помня о тех, у кого есть проблемы, ученые надеются, что гавайцы позволят продолжить выполнение этой важной задачи, сохранив за собой право на мирный протест.

Как это делается на любой стройке, в планах работы сначала исследование и оценка всех возможных утечек бензина и масла, чтобы убедиться в обеспечении надлежащего технического обслуживания машин и оборудования, их правильной и безопасной работы, чтобы защитить Мауна-Кеа и сохранить окружающую среду. Затем начнется ремонт и установка ограждения для сохранения общественной безопасности.

Строительство Тридцатиметрового телескопа на горе Мауна-Кеа

При продолжении работы ТМТ астрономы готовы позволить культурные практики в области стройплощадки обычными и традиционными методами. Разрешение этого потребует дальнейшего диалога и обоюдного согласования деталей для создания совместной гармоничной среды для обеих сторон.

Для соблюдения традиций местной гавайской культуры, необходимо углублять знания о культурных, экологических, и духовных аспектах горы, ценить и впредь оказывать уважение Мауна-Кеа.

"От имени ТМТ я хочу выразить искреннюю признательность людям на Гавайях за их понимание и поддержку".
Генри Янг

Источник: tmt.org

Тектоника плит способствует развитию жизни на экзопланете

Тектоника плит - это движение огромных кусков или пластов поверхности планеты, имеющее необыкновенно важное значение для появления жизни на планете, поскольку запускает сложнейшие химические процессы переработки углекислого газа, действующего как термостат и создающего мягкий климат Земли. Содержащийся в породах диоксид углерода высвобождается из расплавленных скал и возвращается из вулканов и океанических хребтов в атмосферу.

"Насколько известно, тектоника плит имеет важное значение для жизни. По нашим расчетам, для обитаемых скалистых планет - чем больше, тем лучше".
Диана Валенсия (Diana Valencia), Гарвардский университет

По мнению Валенсии и ее коллег: Ричарда О'Коннелла (Richard O'Connell) и Димитара Сасселова (Dimitar Sasselov), Гарвардский Университет, исследовавших эти процессы с целью определения вероятности тектоники плит на скалистых планетах разных размеров, такая переработка важна даже в планетарном масштабе.

Если на планете есть тектонический процесс, там может развиться жизнь Фото: sharenator.com

Научная группа сфокусировала внимание на "суперземлях" - планетах, более чем вдвое превышающих размерами Землю и до десяти раз более массивных.

"Не может быть совпадением, что только на Земле - самой большой скалистой планете нашей Солнечной системы - есть жизнь".
Диана Валенсия

Поиск экзопланет, пригодных для жизни, показал пять суперземель, хотя ни на одной из них нет благоприятных температур для жизни. Если суперземля - о чем свидетельствуют новые данные телескопа Кеплер - столь обычное явление, то некоторые планеты неизбежно могут оказаться на таком же расстоянии от своего светила, как и Земля, что способствует развитию на них жизни.

Последние исследования показывают, что тектонические процессы могли сделать нашу планету пригодной для жизни. Около 3,26 млрд. лет назад в Землю врезался объект диаметром 37-58 км, оставив геологические свидетельства в Южной Африке. Поиск кратера - задача, скорее всего, невыполнимая. Есть несколько пород этого возраста на всей Земле, включая старый канадский щит, которому почти 4 млрд. лет. Мало что осталось от той эпохи, поэтому в этом направлении необходимо практически детективное расследование.

Возглавил исследование, опубликованное в апреле в журнале Geochemistry, Geophysics and Geosystems, Норм Слмп (Norm Sleep), геофизик, Стэнфордский университет.

Единственной жизнью в ту эпоху были микробы, но соавтор работы, Дональд Лоу (Donald Lowe) отметил, что они бы боролись с новыми обстоятельствами. И хотя целые микробные сообщества могли быть уничтожены, многие бы выжили как вид. Жизнь была по всей Земле, а не только в области воздействия, и микробы способны лучше противостоять резким перепадам температур, чем более продвинутые формы жизни.

Возможно, микробы пострадали после удара, но врезавшийся в Землю объект мог ее изменить. Лоу отметил, что тектоника плит появилась приблизительно 3-3,2 млрд. лет назад, примерно тогда же, что и удар огромного небесного тела. Вряд ли он вызвал бы тектонику плит по всей Земле, но это происходило в ту эпоху, когда камни и кометы постоянно врезались в нашу планету и во все остальные. Луна до сих пор носит шрамы того времени. Если крупные объекты попадали в Землю достаточно часто, это могло разбить примитивную структуру ее плит, вызвать их тектонику и иметь важные последствия для жизни.

Даже при отсутствии воды возможна тектоника плит, что может являться условием появления обитаемой планеты, считают ученые.

Источник: dailygalaxy.com

“Да, инопланетяне существуют!” - заявил глава НАСА

Глава НАСА Чарльз Болден допускает, что существуют таинственная военная "Зона 51" и инопланетяне, правда не в этом месте.

О "Зоне 51" (Area 51) в штате Невада существует множество мифов. Сюда якобы после катастрофы НЛО над Розуэллом в 1947 году были доставлены инопланетяне и разбившийся космический корабль, который до сих пор там прячут.

"Зона 51" в штате Невада

А еще - будто "Зона 51 - база, где проводятся исследования внеземной жизни.

Чарльз Болден

Десятилетиями американские власти пытались держать это место в тайне. В 2013 году ЦРУ в ходе публикации документов подтвердил существование Area 51. Этот секретный военный объекте расположен в штате Невада, недалеко от Грум Лейка.

Майор Чарльз Франк Болден младший, глава НАСА, отвечая на вопросы для детской информационной программы газеты First Hotseat, говорил об этом коротко.

"Да, есть "Зона 51". Но это не то, что думают многие люди. Я был в этом месте. Но это лишь обычный исследовательский центр. Я никогда не видел там каких-либо инопланетян или внеземной космический корабль или еще что-то. Думается, из-за секретности продолжающихся авиационных исследований люди готовы говорить, что там есть пришельцы".
Чарльз Болден

Вид "Зоны 51" сверху

На вопрос британских школьников, существуют ли инопланетяне, он с уверенностью заявил, что они есть и ученые найдут жизнь за пределами Земли, потому что там столько планет, похожих на нашу.

“Сегодня мы знаем, что есть буквально тысячи, если не миллионы, других планет, многие из которых могут быть подобны нашей собственной земле. Поэтому некоторые из нас, многие из нас считают, что мы собираемся найти... доказательства того, что в другом месте во Вселенной есть жизнь".
Чарльз Болден

Однако пройдет еще некоторое время, пока мы не сможем доказать существование внеземной жизни.

"Да, есть внеземная жизнь. Я считаю, что в один прекрасный день мы найдем другие способы жизни. Если не в нашей Солнечной системе, то в одном из миллиарда других мест в нашей галактике".
Чарльз Болден

Глава Наса рассказал также о проектах полетов на Марс. Их цель - добраться туда в начале 30-х годов нашего века. Приземление на Марсе не планируется.

"Они не будут приземляться, это будет, наверное, орбитальная миссия, как при первом полете на Луну. Мы должны получить марсианскую поверхность, готовую для проживания человека. Мы не собираемся посылать людей вниз на Марс, чтобы построить зоны обитания и дома. Мы, вероятно, будем использовать роботов".
Чарльз Болден

По мнению шефа НАСА, одна из основных причин, почему земляне до сих пор еще не смогли высадиться на Марсе, - это отсутствие нормальной системы жизнеобеспечения космического корабля, а точнее - соответствующих туалетов в полете и на самой планете.

"Нам нужны лучшие системы жизнеобеспечения. Нам нужен туалет, который не сломается по дороге. И, когда мы окажемся на Марсе, нам понадобится туалет, который работает в течение длительного времени. Туалеты - это важная вещь!"
Чарльз Болден

Майора Болдена также спросили, о фальсифицикации посадки на Луну. Глава НАСА сказал, что понимает сомнения людей, но сам он в посадке на Луну не сомневается, как и в будущих полетах человека на Марс.

Источник: telegraph.co.uk

Спутник AIM наблюдает за серебристыми облаками

Это составное изображение показывает "сияющие в ночи" серебристые облака над Арктикой, снятые спутником НАСА AIM в мезосфере.

Высоко в атмосфере над полярной шапкой Северного полушария Земли образуются в конце весны и на протяжении всего лета необычные светящиеся структуры, названные "полярными мезосферическими облаками".

Где образуются серебристые облака

Нижние слои атмосферы в это время прогреваются, а верхние (мезосфера) остывают, и в них из метеоритной пыли и других частиц формируются ледяные кристаллы. Это “сияющие в ночи” (NLCs) серебристые облака - пучки голубых волокон, вырастающих на краю пространства.

“Сияющие в ночи” над Арктикой серебристые облака - фото снято космическим аппаратом AIM в мезосфере

Серебристые облака 2015

Космический аппарат НАСА, названный "Аэрономией льда в мезосфере" (AIM) наблюдал серебристые облака 10 июня 2015 года. Это изображение представляет собой соединение данных нескольких спутников, проходящих над Арктикой. На фотографии показаны облака различных оттенков - от светло-голубого до белого, в зависимости от плотности ледяных частиц. Инструмент измеряет альбедо - величину, показывающую количество света, отраженного обратно в Пространство сквозь "сияющие в ночи" облака.

Первые серебристые облака

Серебристые облака впервые были описаны в середине 19-го века после извержения вулкана Кракатау. Вулканический пепел проник в атмосферу, способствуя появлению во всем мире ярких закатов, и вызвал первые известные наблюдения за NLCs. Сначала все их считали побочным эффектом вулкана. Но тонкие светящиеся облака оставались в небе еще очень долго, после того как пепел Кракатау опустился на землю.

В последнее десятилетие спутник "Аэрономия льда в мезосфере" проводил наблюдения и измерения этих сезонных высотные облаков. Исследователи обнаружили, что они появляются раньше и чаще простираются в более низких широтах. Существует ряд доказательств, что это результат увеличения выбросов парниковых газов в атмосферу.

Хотя для снимков AIM облака были недостаточно плотными, 9 и 10 июня некоторые из них были видны наземным наблюдателям в континентальной части Соединенных Штатов.

Источник:  scitechdaily.com