Štai problema, kuri tyliai graužia astronomus jau dešimtmečius. Standartinis gyvybės aptikimo kituose pasauliuose metodas apima egzoplanetų atmosferų skenavimą ieškant deguonies, metano ir ozono, kurių buvimą sunku paaiškinti be biologijos. Tai teisinga idėja, tačiau ji turi paslėptą trūkumą. Visas šis paieškų sąrašas buvo sudarytas tyrinėjant Žemę. Tai neišvengiamai yra tokios gyvybės kaip mes paieškos.
Žemės atmosferos tyrimai įkvėpė naujas gyvybės paieškas. Nuotrauka: NASA Žemės observatorija
Būdų, kuriais vien chemija gali netyčia imituoti šias biologinio parašo dujas, sąrašas auga greičiau nei naujų būdų aptikti gyvybę sąrašas. Kiekvienas naujas klaidingai teigiamas scenarijus reikalauja dar daugiau informacijos apie planetą, kad jį būtų galima atmesti, ir kyla rimtas klausimas, ar šią informaciją kada nors bus galima surinkti išsamiai. Po 60 astrobiologijos metų šios biologinio parašo sąvokos išliko stebėtinai statiškos.
Tai yra problema, kurią bando išspręsti Sara Walker, Arizonos valstijos universiteto astrobiologijos profesorė, ir jos kolegos. Jų atsakymas remiasi surinkimo teorija ir prasideda nuo visiškai kitokios vietos. Tyrimas paskelbtas „arXiv“ išankstinio spausdinimo serveryje.
Surinkimo teorija neklausia, kokios molekulės yra atmosferoje. Vietoj to, ji klausia, kaip sunku jas pagaminti. Kiekvienai molekulei galima priskirti surinkimo indeksą – minimalų konstravimo etapų skaičių, reikalingą jai sukurti iš pagrindinių cheminių statybinių blokų. Paprastas molekules lengva surinkti atsitiktinai, tačiau tikrai sudėtingos, kurioms reikia daug nuoseklių etapų, neatsiranda be kažko, kas atlieka daug sąmoningos atrankos.
Kai randama planetos atmosfera, kurioje gausu molekulių, kurias nepaprastai sunku atsitiktinai surinkti, ir kurioje chemija rodo gilaus tarpusavio ryšio požymius (molekulės dalijasi ir pakartotinai naudoja cheminius fragmentus, tyrinėja visą galimų jungčių galimybę), kažkas veikė už įprastos fizikos ribų. Surinkimo teorija teigia, kad tas kažkas beveik neabejotinai yra gyvybė.
Svarbiausia, kad teorija nedaro jokių prielaidų apie tai, kas iš tikrųjų yra ta gyvybė. Nedaroma prielaida apie specifinę medžiagų apykaitą, biochemiją ar molekulinį mechanizmą. Tyrėjų žodžiais tariant, ji yra agnostinė konkrečios gyvybės formos atžvilgiu. Ji tiesiog siūlo, kur galėtų egzistuoti gyvybė.
Lyginant Žemės atmosferą su Veneros, Marso ir įvairių egzoplanetų archetipų atmosfera, Žemės atmosfera išsiskiria kaip sudėtingiausia pagal šį rodiklį, nepriklausomai nuo bet kokio stebėjimo šališkumo. Žemė ir Venera turi panašią cheminių jungčių įvairovę, tačiau Žemės atmosferoje yra daug didesnė molekulinė įvairovė, viršijanti bet kokią nustatytą gausos ribą. Atrodo, kad Žemės biosfera leidžia daug išsamiau ištirti chemines galimybes nei Venera.
Ši sistema kuriama atsižvelgiant į „Habitable Worlds Observatory“ – kitą NASA pavyzdinį teleskopą, pasirinktą specialiai tiesiogiai vaizduoti į Žemę panašias planetas ir ieškoti jų atmosferose gyvybės požymių. Užuot pateikusi paprastą gyvybės ar mirties verdiktą, surinkimo teorijos analizė pateiktų nuolatinį sudėtingumo balą, suskirstydama planetas į spektrą nuo grynai abiotinės iki gausiai biotinės ir potencialiai užfiksuodama laipsnišką perėjimą tarp šių dviejų, o ne reikalaudama griežtos ribos.
Be to, skirtingai nei daugelis teorinių biosignatūrų sistemų, tai yra tiesiogiai išmatuojama. Susirinkimo vertes galima apskaičiuoti pagal infraraudonųjų spindulių spektroskopiją – tą pačią techniką, kurią kosminiai teleskopai naudoja tolimoms atmosferoms skaityti. Visata turėjo beveik 14 milijardų metų chemijos eksperimentams. Daryti prielaidą, kad ji kada nors priėjo vos prie vieno gyvybės sprendimo, apmąstant, atrodo kaip labai į Žemę orientuotas statymas.
Sara Walker et al, Searching for Life-As-We-Don’t-Know-It: Mission-relevant Application of Assembly Theory for Exoplanet Life Detection, arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2603.11086
Journal information: arXiv