Поиск жизни за пределами Земли — одна из ключевых задач современной астрономии и планетологии. США строят несколько крупных телескопов и космических зондов, чтобы продвинуться в этом направлении. Однако признаки жизни — так называемые биосигнатуры — которые учёные могут обнаружить, скорее всего, окажутся сложными для интерпретации. Кроме того, остаётся открытым вопрос о том, где именно стоит искать.

Я астрофизик и астробиолог с более чем 20-летним опытом изучения экзопланет — планет за пределами Солнечной системы.

Вместе с коллегами мы разработали новый подход, который поможет определить наиболее перспективные планеты и спутники для поиска жизни, а также правильно интерпретировать потенциальные биосигнатуры. Для этого мы моделируем, как разные организмы могут выживать в различных условиях, опираясь на исследования пределов жизни на Земле.

Новые телескопы для поиска жизни

Астрономы разрабатывают планы и технологии для создания всё более мощных космических телескопов. Например, NASA работает над проектом Habitable Worlds Observatory, который сможет получать сверхчёткие изображения экзопланет, вращающихся вокруг ближайших звёзд.

Мы с коллегами разрабатываем другой концепт — группу телескопов Nautilus, предназначенных для изучения сотен потенциально землеподобных планет, проходящих перед своими звёздами.

Эти и другие будущие телескопы позволят более детально изучать далёкие миры. Но их создание поднимает два важных вопроса: «Где искать?» и «Действительно ли условия в местах, где мы предполагаем наличие жизни, пригодны для её существования?»

Спорные заявления о возможных признаках жизни на экзопланете K2-18b, озвученные в апреле 2025 года, а также аналогичные гипотезы о Венере показывают, насколько сложно однозначно подтвердить наличие жизни на основе данных дистанционного зондирования.

Когда далёкий мир обитаем?

Согласно Oxford Languages, «обитаемый» означает «пригодный или достаточно хороший для жизни». Но как учёные определяют, что «достаточно хорошо» для внеземных организмов? Могут ли инопланетные микробы существовать в озёрах кипящей кислоты или в ледяных метановых морях? Или, например, выживать в каплях воды в верхних слоях атмосферы Венеры?

Для простоты NASA использует принцип «следуй за водой». Это логично — вода необходима для всей известной нам жизни. Планета с жидкой водой, скорее всего, будет иметь умеренный климат: не слишком холодный, чтобы замедлять химические реакции, и не слишком горячий, чтобы разрушать сложные молекулы, необходимые для жизни.

Однако с ростом возможностей астрономов в исследовании экзопланет астробиологам нужен более точный и детализированный подход, чем простое деление на «есть вода» или «нет воды».

Новый подход к обитаемости

В рамках проекта Alien Earths, финансируемого NASA, мы с астробиологом Рори Барнсом и группой экспертов разработали новый метод, названный количественной моделью обитаемости. Его ключевые особенности:

1. Конкретика вместо общих предположений
   Вместо расплывчатого вопроса «пригоден ли мир для жизни?» мы задаём более точный: «Могут ли известные условия на этой планете поддерживать конкретный (известный или гипотетический) вид или экосистему?»
   Даже на Земле организмы требуют разных условий — в Антарктике нет верблюдов. Такой подход делает вопрос более конкретным и решаемым.

2. Вероятностный подход
   Наша модель не даёт однозначных ответов, а рассчитывает вероятность. Мы сравниваем модель организма (какие условия ему нужны) с моделью среды (какие условия есть на планете). Обе модели могут содержать неопределённости, но мы учитываем их математически.

Например, если модель среды для Антарктики говорит, что температуры часто ниже нуля, а модель организма (верблюда) утверждает, что он не выживает в холоде, мы получим почти нулевую вероятность того, что Антарктика — подходящее место для верблюдов.

Применение модели

Мы изучили пределы жизни на Земле — от насекомых в Гималаях до микроорганизмов в гидротермальных источниках. Затем смоделировали, могут ли они выжить, например, в подповерхностных слоях Марса или в океанах Европы.

Хотя модель упрощает реальность (например, не учитывает влияние жизни на планету), она уже помогает астробиологам:

• Выбирать наиболее перспективные цели для изучения.

• Интерпретировать данные о потенциальных биосигнатурах.

Следующий шаг — создание базы данных земных организмов, живущих в экстремальных условиях, и добавление моделей для гипотетической инопланетной жизни. Это позволит точнее оценивать обитаемость других миров и направлять поиски жизни в Солнечной системе и за её пределами.