Искусственный интеллект на службе астробиологии: поиск жизни в ледяных океанах космоса

В поисках внеземной жизни ученые обратили пристальное внимание на так называемые «океанические миры» – спутники планет-гигантов, под ледяной корой которых могут скрываться огромные водные резервуары. Особый интерес представляют Европа (спутник Юпитера) и Энцелад (спутник Сатурна), где потенциально могут обитать микроорганизмы. Однако обнаружение признаков жизни на этих объектах сталкивается с серьезными техническими ограничениями.
Искусственный интеллект на службе астробиологии: поиск жизни в ледяных океанах космоса
Изображение носит иллюстративный характер

Основная проблема заключается в том, что космические миссии к этим спутникам используют зонды, а не посадочные модули. Аппараты остаются на расстоянии нескольких километров от поверхности, а такие космические корабли, как "Europa Clipper", даже не входят в экзосферу спутника, оставаясь еще дальше. Это существенно затрудняет сбор данных о потенциальных биохимических следах жизни.

Исследовательская группа под руководством Лили Клаф предложила инновационное решение этой проблемы. Ученые разрабатывают алгоритмы для обнаружения биохимических сигнатур жизни в газовых струях, вырывающихся с поверхности океанических миров. Их методика основана на применении масс-спектрометрии для измерения уровней изотопов, образующихся в результате метаболических процессов, таких как фотосинтез и метаногенез. Затем машинное обучение используется для анализа этих данных и определения, указывают ли обнаруженные изотопные соотношения на присутствие жизни.

Результаты исследования были опубликованы в журнале "Journal of Earth and Space Science". Для проверки своей гипотезы ученые провели лабораторное моделирование, создав рассолы, химически сходные с теми, что могут существовать на Европе и Энцеладе. В некоторые образцы была добавлена сульфатредуцирующая бактерия Desulfotomaculum thermociStеrnum, способная выживать в экстремальных условиях.

Исследователи измеряли состав газов в верхней части закрытых емкостей, имитируя таким образом состав экзосферы спутников. Для повышения надежности модели состав рассолов варьировался, что позволило учесть различные сценарии условий на исследуемых космических объектах.

В результате ученым удалось создать диагностический инструмент, способный отличать биохимические сигнатуры жизни от абиотических химических процессов с низким уровнем ложноположительных результатов. Это важное достижение, поскольку одна из главных проблем в поиске внеземной жизни – отличить биологические процессы от неорганических химических реакций, которые могут имитировать признаки жизнедеятельности.

Разработанная модель требует дальнейшего тестирования с использованием различных микроорганизмов, чтобы подтвердить ее универсальность и надежность. Тем не менее, уже сейчас очевидно, что этот подход может стать ценным инструментом для будущих космических миссий, направленных на поиск жизни в Солнечной системе.

Применение алгоритмов машинного обучения для анализа данных, собранных космическими аппаратами, открывает новую эру в астробиологии, позволяя ученым эффективно искать следы жизни даже в условиях серьезных технических ограничений космических миссий.


Новое на сайте

20072Эффект красоты решает исход собеседования до первых слов 20069Как черта характера крадёт деньги на переговорах 20068Карточная игра против главной дисфункции команды 20066Фотосинтез в глазах мышей: возможно ли это без превращения в растение? 20065СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло так... 20064Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет 20063Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках 20062Кости в бухте Эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века 20061Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов Шанхая 20060Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19 20058Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет? 20057Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние 20056Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?
Ссылка