다른 행성에서의 생명을 감지하려면 생물의 활동을 배신하는 화학 물질의 전자 서명 인 바이오 마커를 찾으십시오. 그리고 실제로 우리는 이미 바이오 마커를 발견했을 것입니다. 2003 년에 지구 기반 천문학 자들은 화성 대기에서 메탄을 엿볼 수있었습니다. 발견은 처음에는 논란의 여지가 있었기 때문에 발견 자들 자신이 출판을 방해하지 않았다. 그러나 우리 둘과 동료들은 최근 NASA의 호기심 로버를 사용하여 메탄의 존재를 확인했습니다. 우리가 우주에서 혼자가 아닐 수도 있다는 것은 우리가 수집 한 가장 확실한 증거입니다.
메탄이 어디에서 왔는지에 관계없이 흥미로운 발견입니다. 메탄 분자를 화성의 대기로 떨어 뜨렸다면 약 300 년 동안 살아남을 것입니다. 그것은 평균적으로 태양 자외선 방사선과 다른 화성 가스가 분자를 파괴하는 데 걸리는 시간입니다. 권리에 의해, 화성 분위기는 메탄 eons 전에 문질러 야 했어야했다. 따라서, 우리가 보는 메탄은 오늘날 메탄을 생산하는 소스 나 과거에 언젠가 생산 된 메탄을 배출하는 지하 저장소에서 나온 것입니다. 지구상에서는 메탄의 95 %가 생물학적으로 시작됩니다. 메타노겐으로 알려진 박테리아의 종류는 유기물을 공급하고 메탄을 배설합니다. 그들은 지구의 대기에 존재하는 메탄의 거의 4 분의 1을 차지하는 지구의 습지를 채우고 있습니다. 소의 장내 박테리아는 두 번째로 큰 생산자입니다. 화성에서 메탄에 대한 검색을 추진 한 것은 미생물 수명의 가능성입니다.
그러나 메탄이 지질 학적 과정에서 나오더라도 지질 학적으로 죽은 세상처럼 외향적으로 보이는 것에 대한 새로운 존경을 줄 것입니다. 메탄은 지구 지각에서 널리 퍼져있는 지구 화학적 과정, 특히 잃어버린 도시와 흑 흡연자로 알려진 해양 바다의 따뜻하고 뜨거운 열수 통풍구에서 널리 퍼져 있습니다. 이 과정에는 액체 물뿐만 아니라 지질 열원이 필요합니다. 그것들은 생명의 두 가지 주요 성분이기도합니다.
미스터리는 우리가하지 말아야 할 때 메탄을 보는 것이 아닙니다. 또한 어떤 의미에서는 너무 많은 것을 볼 수 있습니다. 화성 메탄 풍부는 위치와 시간이 크게 다르므로 알려지지 않은 출처뿐만 아니라 알려지지 않은 싱크대도 암시합니다. 이 차이는 2003 년 행성 과학부의 회의에서 NASA 천문학자인 Michael Mumma가 보도 한 하와이와 칠레의 망원경에서 첫 번째 탐지에서 분명해졌습니다. 이듬해, 로마의 행성 간 우주 물리학 연구소의 Vittorio Formisano (Atreya)는 유명한 우주 대행사의 연구 결과를 발표했습니다. Mumma와 마찬가지로 Formisano의 팀은 메탄 풍부도의 변화를 관찰했지만, MARS Express에서 측정 된 값은 훨씬 낮았으며, 부피 (PPBV) 전 세계 평균은 약 15 억 분당 약 15 부였습니다. 이에 비해 지구의 메탄 풍부도는 1875 PPBV입니다. (가스 농도는 일반적으로 질량과 달리 가스가 차지하는 부피에 의해 측정됩니다.)
두 관측 세트는 화성 대기에서 반사 된 햇빛에서 메탄의 적외선 지문을 찾았습니다. 지상 기반 망원경 관찰은 메탄을 포함하는 지구의 공기를 통해 보았으므로 분석은 화성 및 지상 메탄 신호를 분리해야했습니다. 궤도 데이터는이 문제를 겪지 않았지만 동일한 영역에서 스펙트럼 라인이 겹치는 다른 가스의 존재와 같은 자체 혼란 요인이있었습니다. 두 팀 모두 매우 조심했지만 그들의 관찰은 오늘날까지 논란의 여지가 있습니다.
이 문제를 해결하기 위해 NASA는 2004 년 Mars Science Laboratory Mission (로버, 호기심)에 관한 도구를 메탄 질문에 전념하기로 결정했습니다. NASA의 Paul Mahaffy가 이끄는 팀이 제작하고 운영하는 Mars (SAM) 악기 패키지의 샘플 분석에는 TLS (Tunable Laser Spectrometer)가 포함되었습니다. TLS는 알려진 온도 및 압력의 잘 정의 된 대기 부피에서 메탄의 현장 측정을 수행합니다. 이 악기는 먼저 화성 공기를 커피 컵의 크기에 대한 세포로 섭취합니다. 그런 다음 적외선 레이저를 가스에 발사하여 얼마나 많은 빛이 흡수되는지 확인합니다. 레이저는 파장에 걸쳐 스캔하여 메탄 및 기타 가스의 독특한 지문을 찾습니다. 그 자체로 TLS는 약 2 ppbv 내에서 메탄을 측정 할 수 있습니다. 더 높은 감도를 달성하기 위해, SAM은 지배적 인 이산화탄소 가스를 정제하여 메탄 신호를 풍부하게하고 측정 불확실성을 약 0.1 ppbv로 감소시키는 화합물 위에 섭취 된 가스를 천천히 흐릅니다. 지구상에서 TLS 기술은 1980 년대부터 사용되었으며 오존 구멍에서 염소 저수지의 최초의 공중 측정을 생산했습니다. 
기기에는 하나의 잠재적 오류가 있습니다. 출시 전 몇 주 전, 우주선과기구가 조립 테스트 중에 런칭 사이트에서 발사 작업 중에 지구의 공기에 노출되는 것이 정상입니다. 우리의 경우, 기기 예 예술 챔버 (샘플 챔버에 들어가기 전에 레이저 빔이 통과하는)는 지구 메탄을 함유 한 소량의 플로리다 공기를 사용했습니다. 우리는 화성에서 각 측정을 세 번 가져 와서이 오염을 보상합니다. 먼저, 우리는 모든 화성 공기를 펌핑하여 샘플 챔버가 진공 상태가되도록합니다. 그렇게하면 우리가 측정하는 유일한 메탄은 Floridian Stowaway입니다. 그런 다음 우리는 화성 공기를 들고 다시 측정했습니다. 마지막으로, 우리는 다시 샘플 챔버를 비우고 다시 한 번 측정합니다. 이런 식으로, 우리는 지구 오염 물질을 분리하고 빼낼 수 있습니다. 또한, 우리는 화성에서 수년 동안 예리원 챔버에서 누출의 징후가 보이지 않았다. 오염 물질의 효과는 일정하게 유지되므로 우리가 관찰 한 변형을 설명 할 수 없습니다.
우리의 악기는 Curiosity Rover가 2012 년 8 월 화성의 게일 크레이터에 상륙했을 때 작업을 시작했습니다. 화성 표면에서 3 년 동안 TLS-SAM은 일반적으로 낮은 배경 수준 (약 0.5 ppbv)을 관찰했습니다. 배경 수준은 화성 계절에 따라 진동되었으며, 화성 메탄 측정이 반복성을 보여준 것은 이번이 처음입니다. 이 배경 메탄은 주기적으로 화성에 충돌하는 혜성과 운석에서 시작될 수 있습니다. 또는 그것은 화성 표면으로 펄럭이는 행성 간 먼지 입자에서 나올 수 있으며, 태양의 자외선 방사선이 메탄으로 분해되는 유기 물질을 가져옵니다. 계절 패턴은 표면에 도달하는 자외선 플럭스와 상관 관계가있는 것으로 보이며 유기 물질을 화성 표면으로 전달하는 것에 대해 많은 것을 알려줄 것입니다.
.놀랍게도, 단일 2 개월 동안, 4 개의 순차적 관찰은 7 ppbv의 스파이크를보고했다. 이 값은 혜성, 운석 또는 먼지로 설명하기에는 너무 높았습니다. 그들은 화성 기원이었을 것입니다. 화성 바람은 몇 달에 걸쳐 그 메탄을 날려 버렸을 때 신호가 왜 사라 졌는지 설명했습니다. 대안 적으로, 그 펄스는 먼 길고 훨씬 더 큰 공급원에서 나올 수 있으며, 이는 메탄을 빠르게 제거하기 위해 다른 미지의 메커니즘이 필요합니다. 깃털에 대한 초기 관찰과 마찬가지로 호기심에 의해 보이는 스파이크는 여전히 유명한 화성에 대한 단서로 남아 있습니다.
메탄 데이터는 화성이 실제로 활성화되어 있으며 과거 또는 현재 미생물 수명을 가질 가능성이 있음을 보여 주었다. 그러나 많은 퍼즐이 남아있어 우리가 보는 잠재적 인 바이오 마커가 항상 세심한 후속 작업이 필요한 방법을 보여줍니다. 지난달 화성에 도달 한 유럽 우주국의 Exomars 추적 가스 궤도에는 태양에 의해 백라이트를 할 때 지구의 사지를 바라 보는 메탄을 감지하기위한 강력한 계측이 포함되어 있습니다. 한 쌍의 방법은 풍부도가 고도에 따라 어떻게 변하고 지구 전체에 퍼지는 방법을 측정 할 수 있습니다. 호기심이 위에서 쳐다 보는 엑소 마르와의 표면에 가까운 측정을 계속함에 따라, 우리는 로버 측정이 지구 전체를 대표하는 어느 정도까지 질문에 대답 할 수 있을까요? 그리고 우리는 태양계를 화성 미생물과 공유하는지 이해하기 시작할 수 있습니다.
Sushil K. Atreya는 Ann Arbor의 미시간 대학교 교수이자 캘리포니아 주 패서 디나에있는 Jet Propulsion Laboratory의 저명한 방문 과학자입니다. 행성 대기의 기원과 진화에 관한 전문가 인 그는 Voyager, Galileo, Cassini-Huygens, Venus Express, Mars Express, Mars Science Laboratory 및 Juno Missions에서 일했습니다.
Christopher R. Webster는 캘리포니아 패서 디나에있는 Jet Propulsion Laboratory의 Microdevices 실험실의 이사입니다. 그는 풍선, 항공기 및 우주선을위한 조정 가능한 레이저 분광기 개발을 개척했습니다. 그는 지구 연구를 위해 500 대 이상의 항공기와 20 개의 고산 풍선 임무를 이끌었고, 화성 Curiosity Rover를위한 분광계를 선택했습니다. .
이 기사는 원래 에 출판되었습니다 Nautilus cosmos , 2016 년 11 월.
Watch :전설적인 영화 편집자 인 Walter Murch는 천왕성이 발견 된 후 무슨 일이 있었는지 알려줍니다.
