Jönnek a superteleskópok, hatalmas földi és űrmegfigyelő intézetek, amelyek lehetővé teszik, hogy közvetlenül megfigyeljük a távoli világok légkörét. Tudjuk, hogy van élet a Földön, és légkörünk elmeséli a történetet, tehát ugyanezt tehetjük-e az ekstrasoláris bolygókkal is? Kiderül, hogy egyetlen biológiai aláírással jön létre, egy olyan vegyi anyaggal a légkörben, amely azt mondja neked, hogy igen, abszolút, létezik élet ezen a világon, valóban kemény.
Be kell vallanom, hogy a múltban nagyon rossz voltam ehhez. A Csillagászat szereplői és a Heti Űrbeszélő régi epizódjaiban, még itt is, az Űrútmutatóban, azt mondtam, hogy ha csak egy távoli világ hangulatát kóstolhatnánk, meggyőződéssel mondhatnánk, létezik-e ott élet.
Csak észlelje az ózont a légkörben, a metánt vagy akár a szennyeződést, és mondhatná: „ott él élet”. Nos, a jövőbeni Fraser itt van, hogy kijavítsa a múltbeli Frasert. Csodálom az idegenek iránti keresés naiv lelkesedését, kiderül, hogy mint mindig, a dolgok nehezebbek lesznek, mint gondoltuk.
Az asztrobiológusok valóban küzdenek egy olyan dohányzó pisztoly bio-aláírásának kiderítésén, amely felhasználható annak kimondására, hogy ott van élet. És ez azért van, mert a természetes folyamatoknak okos módszerekkel látszanak becsapni minket.
Milyen potenciális bioszámú aláírások vannak, miért problematikusak, és mi szükséges ahhoz, hogy ezt a megerősítést megkapjuk?
Kezdjük egy otthonhoz közeli világgal: a Mars.
A csillagászok majdnem két évtizeden keresztül nagy metánhullámokat fedeztek fel a Mars légkörében. A Földön a metán élőlényekből származik, például baktériumokból és fingó tehenekből. Ezenkívül a metánt a napfény könnyen lebontja, ami azt jelenti, hogy ez nem ősi milliárd évvel ezelőtti metánmaradék. Néhány folyamat a Marson folyamatosan pótolja azt.
De mi van?
Nos, az élet mellett a metán a vulkanizmus révén természetesen is kialakulhat, amikor a sziklák kölcsönhatásba lépnek fűtött vízzel.
A NASA a Spirit and Opportunity útmutatókkal próbálta elérni ennek a kérdésnek a lényegét, és elvárták, hogy a Curiosity eszközöinek legyenek a fedélzeten, hogy megtalálják a metán forrását.
Néhány hónap folyamán a Curiosity felismerte a felszínen a metán felszaporodását, de ez még vitához is vezetett. Kiderül, hogy a rover maga is metánt hordozott, és szennyeződhetett volna a környékén. Lehet, hogy az észlelt metán önmagából származik. Lehetséges az is, hogy egy sziklás meteorit esett a közelébe, és kibocsátott némi gázt, amely szennyezi az eredményeket.
Az Európai Űrügynökség ExoMars missziója 2016. októberében érkezett Marsra. Bár a Schiaparelli Lander megsemmisült, a Trace Gas Orbiter túlélte az utazást, és nagyon részletesen megkezdte a Mars légkörének feltérképezését, olyan helyek keresését, amelyekben a metán szellőztethető. eddig nincs meggyőző eredményeink.
Más szavakkal, a Marson keringő és leszálló flottánk van, felszerelve olyan eszközökkel, amelyek célja a Mars legrosszabb metán illatának szippantása.
Van néhány igazán érdekes tipp arról, hogy a Marson lévő metánszintek miként emelkednek és esnek az évszakokkal, jelezve az életet, ám az asztrobiológusok még mindig nem értenek egyet.
A rendkívüli követelések rendkívüli bizonyítékokat igényelnek, és mindezt.
Egyes távcsövek már meg tudják mérni a többi csillag körül keringő bolygók légkörét. Az elmúlt évtizedben a NASA Spitzer Űrtelencséje különféle világok légkörét térképezte fel. Például itt egy térkép a HD 189733b forró jupiterről
. A hely szar, de ahova, egy másik bolygó légkörének mérésére, ez elég látványos.
Ezt a teljesítményt úgy hajtják végre, hogy megmérik a csillag vegyszereit, miközben a bolygó halad előtte, majd megmérik, amikor nincs bolygó. Ez megmondja neked, milyen vegyszereket hoz a bolygó a partira.
Azt is meg tudták mérni a HAT-P-26b légkörét, amely egy viszonylag kicsi Neptunusz méretű világ kering a közeli csillag körül, és meglepődtek, hogy vízgőzöket találtak a bolygó légkörében.
Ez azt jelenti, hogy van élet? Bárhol is találunk vizet a Földön, életünket is megtaláljuk. Nem, akkor teljesen vizet kaphat élet nélkül.
Amikor a 2019-ben elindul, a NASA James Webb Űrteleszkópja ezt a légköri érzékelést a következő szintre állítja, lehetővé téve a csillagászoknak, hogy még sok más világ légkörét tanulmányozzák, sokkal nagyobb felbontással.
Az egyik első cél Webb számára a TRAPPIST-1 rendszer, amelynek fél tucat bolygója kering egy vörös törpe csillag lakható övezetében. A webbnak képesnek kell lennie az ózon, a metán és más potenciális biológiai aláírások kimutatására az élet során.
Tehát mi lesz ahhoz, hogy egy távoli világot megnézhessünk, és biztosan tudjuk, hogy ott van élet.
John Lee Grenfell, a német Repülési és Központi Asztrobiológus nemrégiben készített egy jelentést, amelyen áttekintették az összes lehetséges exoplanetáris bioszférát, és áttekintették őket, mennyire valószínűleg jelzik az életét egy másik világon.
Az első célpont molekuláris oxigén vagy O2. Most lélegzel. Nos, minden lélegzet 21% -a. Az oxigén forrás nélkül évezredek óta tart fenn egy másik világ légkörében.
Itt a Földön fotoszintézissel állítják elő, de ha egy világot a csillag bombázza, és elveszíti a légkörét, akkor a hidrogént eljuttatják az űrbe, és a molekuláris oxigén megmaradhat. Más szavakkal, nem lehet biztos abban, hogy mindkét irányban.
Mi lenne az ózon, más néven O3? Az atmoszférában lévő kémiai folyamat során az O2-t O3 -vá alakítják. Jó jelöltnek tűnik, de a probléma az, hogy vannak olyan természetes folyamatok, amelyek ózon előállítására is képesek. Van egy ózonréteg a Vénuszon, egy a Marson, és még a Naprendszer jeges holdjain is észleltek őket.
Van dinitrogén-oxid, más néven nevető gáz. A talajban baktériumok által kibocsátott anyagként járul hozzá a Föld nitrogénciklusához. És van jó hír: Úgy tűnik, hogy a Föld az egyetlen világ a Naprendszerben, amelynek atmoszférájában dinitrogén-oxid van.
A tudósok azonban modelleket fejlesztettek ki arra vonatkozóan is, hogy ez a vegyi anyag hogyan keletkezhet a Föld korai története során, amikor kénben gazdag óceánja kölcsönhatásba lép a nitrogéntel a bolygón. Valójában, a Vénusz és a Mars is átment egy hasonló cikluson.
Más szavakkal: lehet, hogy életét látja, vagy esetleg egy fiatal bolygót.
Aztán ott van a metán, a vegyi anyag, amiről annyi időt töltöttünk beszélgetni. És amint említettem, ott van a metán, amelyet az élet termel a Földön, de a Marson is, és a Titánon folyékony metán óceánok vannak.
Az asztrobiológusok más szénhidrogéneket, például etánt, izoprént javasoltak, de ezeknek is vannak saját problémái.
Mi lenne a fejlett civilizációk által kibocsátott szennyező anyagokkal? Az asztrobiológusok ezeket „műszaki aláírásoknak” nevezik, és magukban foglalhatják például a klór-fluor-szénhidrogént vagy a nukleáris szennyeződést. De ismét ezeket a vegyszereket nehéz lenne felismerni fényévnyire.
A csillagászok azt javasolták, hogy keressünk halott földföldeket, csak az alapvonal meghatározása érdekében. Ezek olyan világok lennének, amelyek az élhető övezetben helyezkednek el, de nyilvánvalóan az élet soha nem ment. Csak szikla, víz és nem biológiailag létrehozott légkör.
A probléma az, hogy valószínűleg nem is találunk módot annak megerősítésére, hogy a világ meghalt. Az a fajta vegyi anyag, amelyet várhatóan lát a légkörben, mint például a szén-dioxid, amelyet az óceánok felszívhatnak, így még negatív visszaigazolást sem tudunk megtenni.
Az egyik módszer egyáltalán nem jár a légkör letapogatásával. A Földön található növényzet visszatükrözi a fény nagyon specifikus hullámhosszát a 700–750 nanométeres tartományban. Az asztrobiológusok ezt „vörös élnek” hívják, mert látni fogod, hogy a visszaverődés 5x-nél nagyobb mértékben növekszik más felületekhez képest.
Noha ma nincs távcsővel erre a célra, vannak igazán okos ötletek, például megnézni, hogy egy bolygó fényéből hogyan tükröződik a közeli hold, és ezt elemezni. Exoplanet földfény keresése.
Valójában, még a Föld korai története során, lilabb lett volna az archean baktériumok miatt.
Egy teljes űrhajó- és földi megfigyelőközpont jön online, és ez segít nekünk tovább bejutni ebbe a kérdésbe.
Az ESA Gaia missziója a Tejút csillagjainak 1% -át térképezi és jellemzi, elmondja nekünk, hogy milyen csillagok vannak odakint, valamint több ezer bolygót fedez fel további megfigyelés céljából.
A tranzit Exoplanet Űrfelmérés, vagyis a TESS 2018-ban indul, és a szomszédságunkban megtalálja az összes átmenő Föld méretű és nagyobb exoplanetet.
A PLATO 2 missziója sziklás világokat fog találni az életképes övezetben, és James Webb képes lesz megvizsgálni a légkört. Beszéltünk egy hatalmas LUVOIR távcsőről is, amely online megjelenhet a 2030-as években, és ezeket a megfigyeléseket a következő szintre viheti.
És még sok más űr- és földi obszervatórium található a művekben.
Amint a következő távcsövek online elérhetővé válnak, és amelyek képesek közvetlenül megmérni egy másik csillag körül keringő Föld méretű világ légkörét, az asztrobiológusok küzdenek egy olyan bio-aláírás megtalálása érdekében, amely egyértelmű jele annak, hogy ott él.
A bizonyosság helyett úgy tűnik, hogy ugyanolyan küzdelmet fogunk folytatni, hogy értelmezzük azt, amit látunk. A csillagászok nem értenek egyet egymással, új technikákat és eszközöket dolgoznak ki a megoldatlan kérdések megválaszolására.
Ez eltart egy ideig, és a bizonytalanság nehéz lesz kezelni. De ne feledje, ez valószínűleg a legfontosabb tudományos kérdés, amelyet bárki feltehet: egyedül vagyunk az univerzumban?
A választ érdemes várni.
Forrás: John Lee Grenfell: Az exoplanetáris bioszférák áttekintése.
Hat tipp Dr. Kimberly Cartier-nek, hogy engem irányítson erre a papírra. Kövesse munkáját az EOS Magazine-n.
