Traženje, slušanje i miris

"Unutar jednog desetljeća pronaći ćemo uvjerljive dokaze o životu izvan Zemlje", rekla je Ellen Stofan, znanstvena direktorica agencije, na NASA-inoj konferenciji Habitable Worlds in Space u travnju 2015. Dodala je da će se nepobitne i definirajuće činjenice o postojanju izvanzemaljskog života prikupiti u roku od 20-30 godina.

"Znamo gdje i kako tražiti", rekao je Stofan. A budući da smo na dobrom putu, nema razloga za sumnju da ćemo pronaći ono što tražimo. Što se točno podrazumijevalo pod nebeskim tijelom, predstavnici agencije nisu precizirali. Njihove tvrdnje ukazuju da bi to mogao biti, primjerice, Mars, još jedan objekt u Sunčevom sustavu, ili neka vrsta egzoplaneta, iako je u potonjem slučaju teško pretpostaviti da će se uvjerljivi dokazi dobiti u samo jednoj generaciji. Definitivno Otkrića posljednjih godina i mjeseci pokazuju jedno: vode – i to u tekućem stanju, što se smatra nužnim uvjetom za nastanak i održavanje živih organizama – ima u izobilju u Sunčevom sustavu.

"Do 2040. otkrit ćemo izvanzemaljski život", ponovio je NASA-in Seth Szostak s Instituta SETI u svojim brojnim izjavama za medije. No, ne govorimo o kontaktu s izvanzemaljskom civilizacijom – posljednjih godina fasciniraju nas nova otkrića upravo preduvjeta za postojanje života, kao što su tekući izvori vode u tijelima Sunčevog sustava, tragovi akumulacija i potoci. na Marsu ili prisutnost planeta sličnih Zemlji u životnim zonama zvijezda. Tako slušamo o uvjetima pogodnim za život, te o tragovima, najčešće kemijskim. Razlika između sadašnjosti i onoga što se dogodilo prije nekoliko desetljeća je u tome što sada otisci stopala, znakovi i uvjeti života nisu iznimni gotovo nigdje, čak ni na Veneri ili u utrobi Saturnovih udaljenih mjeseca.

Broj alata i metoda korištenih za otkrivanje takvih specifičnih tragova raste. Unaprjeđujemo metode promatranja, slušanja i detekcije u različitim valnim duljinama. U posljednje vrijeme se mnogo govori o traženju kemijskih tragova, potpisa života čak i oko vrlo udaljenih zvijezda. Ovo je naš "šmrc".

Odličan kineski baldahin

Naši instrumenti su veći i osjetljiviji. U rujnu 2016. gigant je pušten u rad. Kineski radio teleskop BRZOčiji će zadatak biti traženje znakova života na drugim planetima. Znanstvenici diljem svijeta polažu velike nade u njegov rad. "Moći će promatrati brže i dalje nego ikad prije u povijesti istraživanja izvanzemalja", rekao je Douglas Vakoch, predsjednik METI International, organizacija posvećena potrazi za vanzemaljskim oblicima inteligencije. FAST vidno polje bit će dvostruko veće od Teleskop Arecibo u Portoriku, koji je bio na čelu posljednje 53 godine.

FAST baldahin (sferni teleskop s otvorom od petsto metara) ima promjer od 500 m. Sastoji se od 4450 trokutastih aluminijskih panela. Zauzima površinu koja se može usporediti s trideset nogometnih igrališta. Za rad mu je potrebna potpuna tišina u radijusu od 5 km, stoga je preseljeno gotovo 10 ljudi iz okolice. narod. Radio teleskop se nalazi u prirodnom bazenu među prekrasnim krajolikom zelenih krških formacija u južnoj pokrajini Guizhou.

Međutim, prije nego što FAST može ispravno nadzirati izvanzemaljski život, prvo mora biti pravilno kalibriran. Stoga će prve dvije godine njegova rada biti uglavnom posvećene preliminarnim istraživanjima i regulaciji.

Milijunaš i fizičar

Jedan od najpoznatijih nedavnih projekata potrage za inteligentnim životom u svemiru je projekt britanskih i američkih znanstvenika koji podupire ruski milijarder Yuri Milner. Poslovni čovjek i fizičar potrošio je 100 milijuna dolara na istraživanje za koje se očekuje da će trajati najmanje deset godina. “U jednom danu prikupit ćemo onoliko podataka koliko su drugi slični programi prikupili u godinu dana”, kaže Milner. Fizičar Stephen Hawking, koji je uključen u projekt, kaže da potraga ima smisla sada kada je otkriveno toliko ekstrasolarnih planeta. "U svemiru ima toliko svjetova i organskih molekula da se čini da tamo može postojati život", komentirao je. Projekt će se zvati najvećom znanstvenom studijom do sada koja traži znakove inteligentnog života izvan Zemlje. Predvođen timom znanstvenika sa Kalifornijskog sveučilišta Berkeley, imat će širok pristup dvama od najmoćnijih teleskopa na svijetu: zelena banka u Zapadnoj Virginiji i Teleskopski parkovi u Novom Južnom Walesu, Australija.

Naprednu civilizaciju možemo prepoznati izdaleka po:

• prisutnost plinova, posebno zagađivača zraka, klorofluorougljika, ugljičnog dioksida, metana, amonijaka;
• svjetla i refleksije svjetlosti od objekata koje je izgradila civilizacija;
• rasipanje topline;
• intenzivno oslobađanje zračenja;
• tajanstveni objekti - na primjer, velike postaje i pokretni brodovi;
• postojanje struktura čije se stvaranje ne može objasniti pozivanjem na prirodne uzroke.

Milner je uveo još jednu inicijativu tzv. Obećao je platiti milijun dolara. nagrade za onoga tko kreira posebnu digitalnu poruku za slanje u svemir koja najbolje predstavlja čovječanstvo i Zemlju. I tu idejama dua Milner-Hawking nije kraj. Nedavno su mediji izvijestili o projektu koji uključuje slanje laserski vođene nanosonde u zvjezdani sustav koji postiže brzinu od... jedne petine brzine svjetlosti!

svemirska kemija

Ništa nije utješnije za one koji traže život u svemiru od otkrića dobro poznatih "poznatih" kemikalija u vanjskim dijelovima svemira. Čak oblaci vodene pare "Visiti" u svemiru. Prije nekoliko godina takav oblak otkriven je oko kvazara PG 0052+251. Prema suvremenim spoznajama, ovo je najveći poznati rezervoar vode u svemiru. Precizni izračuni pokazuju da kada bi se sva ova vodena para kondenzirala, u svim Zemljinim oceanima bilo bi 140 trilijuna puta više vode od vode. Masa "rezervoara vode" pronađenog među zvijezdama je 100 XNUMX. puta mase sunca. Samo zato što negdje ima vode ne znači da tamo ima života. Da bi procvjetao, moraju biti ispunjeni mnogi različiti uvjeti.

U posljednje vrijeme dosta često slušamo o astronomskim "nalazima" organskih tvari u udaljenim kutovima svemira. 2012. godine, na primjer, znanstvenici su otkrili na udaljenosti od oko XNUMX svjetlosnih godina od nas hidroksilaminkoji se sastoji od atoma dušika, kisika i vodika i, u kombinaciji s drugim molekulama, teoretski je sposoban formirati strukture života na drugim planetima.

Organski spojevi u protoplanetarnom disku koji kruži oko zvijezde MWC 480.

Metilcijanid (CH₃CN) â cijanoacetilen (HC₃N) koji su se nalazili u protoplanetarnom disku koji kruži oko zvijezde MWC 480, koji su 2015. otkrili istraživači američkog Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziku (CfA), još je jedan znak da u svemiru možda postoji kemija s šansom za biokemiju. Zašto je ovaj odnos tako važno otkriće? Oni su bili prisutni u našem Sunčevom sustavu u vrijeme kada se na Zemlji stvarao život, a bez njih naš svijet vjerojatno ne bi izgledao kao danas. Sama zvijezda MWC 480 dvostruko je veća od naše zvijezde i udaljena je oko 455 svjetlosnih godina od Sunca, što nije puno u usporedbi s udaljenostima koje se nalaze u svemiru.

Nedavno, u lipnju 2016., istraživači iz tima u kojem su, između ostalih, Brett McGuire iz NRAO opservatorija i profesor Brandon Carroll s Kalifornijskog instituta za tehnologiju primijetili su tragove složenih organskih molekula koje pripadaju tzv. kiralne molekule. Kiralnost se očituje u činjenici da izvorna molekula i njezin zrcalni odraz nisu identični i, kao i svi drugi kiralni objekti, ne mogu se kombinirati translacijom i rotacijom u prostoru. Kiralnost je karakteristična za mnoge prirodne spojeve – šećere, bjelančevine itd. Do sada nismo vidjeli niti jedan od njih, osim Zemlje.

Ova otkrića ne znače da život nastaje u svemiru. Međutim, oni sugeriraju da bi barem neke od čestica potrebnih za njegovo rođenje mogle nastati tamo, a zatim otputovati do planeta zajedno s meteoritima i drugim objektima.

Boje života

Zasluženo Svemirski teleskop Kepler pridonio je otkriću više od stotinu zemaljskih planeta i ima tisuće kandidata za egzoplanete. Od 2017. NASA planira koristiti još jedan svemirski teleskop, Keplerovog nasljednika. Tranzitni satelit za istraživanje egzoplaneta, TESS. Njegov će zadatak biti traženje ekstrasolarnih planeta u tranzitu (tj. prolazeći kroz roditeljske zvijezde). Ako ga pošaljete u visoku eliptičnu orbitu oko Zemlje, možete skenirati cijelo nebo u potrazi za planetima koji kruže oko svijetlih zvijezda u našoj neposrednoj blizini. Misija će vjerojatno trajati dvije godine, tijekom kojih će biti istraženo oko pola milijuna zvijezda. Zahvaljujući tome, znanstvenici očekuju otkriti nekoliko stotina planeta sličnih Zemlji. Daljnji novi alati kao npr. Svemirski teleskop James Webb (Svemirski teleskop James Webb) trebao bi pratiti i kopati po već napravljenim otkrićima, ispitati atmosferu i tražiti kemijske tragove koji bi kasnije mogli dovesti do otkrića života.

Projekt Transiting Exoplanet Survey Satellite - Vizualizacija

Međutim, koliko otprilike znamo što su tzv. biosignature života (na primjer, prisutnost kisika i metana u atmosferi), nije poznato koji od ovih kemijskih signala s udaljenosti od nekoliko desetaka i stotina svjetlosti godine konačno odlučuju o tome. Znanstvenici se slažu da je prisutnost kisika i metana u isto vrijeme snažan preduvjet za život, budući da ne postoje poznati neživi procesi koji bi proizveli oba plina u isto vrijeme. Međutim, kako se ispostavilo, takve potpise mogu uništiti egzo-sateliti, vjerojatno u orbiti egzoplaneta (kao što to čine oko većine planeta u Sunčevom sustavu). Jer ako atmosfera Mjeseca sadrži metan, a planeti kisik, onda ih naši instrumenti (u sadašnjoj fazi razvoja) mogu kombinirati u jedan kisik-metanski potpis, a da ne primjećuju egzomjesec.

Možda bismo trebali tražiti ne kemijske tragove, već boju? Mnogi astrobiolozi vjeruju da su halobakterije bile među prvim stanovnicima našeg planeta. Ti su mikrobi apsorbirali zeleni spektar zračenja i pretvorili ga u energiju. S druge strane, reflektirali su ljubičasto zračenje, zbog čega je naš planet, gledan iz svemira, imao upravo tu boju.

Za apsorpciju zelene svjetlosti korištene su halobakterije mrežnice, tj. vizualno ljubičasta, koja se može naći u očima kralježnjaka. Međutim, s vremenom su na našem planetu počele dominirati iskorištavajuće bakterije. klorofilkoji apsorbira ljubičasto svjetlo i reflektira zeleno svjetlo. Zato Zemlja izgleda onako kako izgleda. Astrolozi nagađaju da bi u drugim planetarnim sustavima halobakterije mogle nastaviti rasti, pa nagađaju tražiti život na ljubičastim planetima.

Predmete ove boje vjerojatno će vidjeti već spomenuti teleskop James Webb, koji bi trebao biti lansiran 2018. godine. Takvi se objekti, međutim, mogu promatrati, pod uvjetom da nisu predaleko od Sunčevog sustava, a da je središnja zvijezda planetarnog sustava dovoljno mala da ne ometa druge signale.

Drugi primordijalni organizmi na egzoplanetu nalik Zemlji, po svoj prilici, biljke i alge. Budući da to znači karakterističnu boju površine, zemlje i vode, treba tražiti određene boje koje signaliziraju život. Teleskopi nove generacije trebali bi registrirati svjetlost koju reflektiraju egzoplaneti, što će otkriti njihove boje. Na primjer, u slučaju promatranja Zemlje iz svemira, možete vidjeti veliku dozu zračenja. blisko infracrveno zračenjekoji potječe od klorofila u vegetaciji. Takvi signali, primljeni u blizini zvijezde okružene egzoplanetima, ukazivali bi na to da bi "tamo" također moglo biti nešto što raste. Zeleni bi to još snažnije sugerirao. Planet prekriven primitivnim lišajevima bio bi u sjeni žuč.

Znanstvenici određuju sastav atmosfere egzoplaneta na temelju spomenutog tranzita. Ova metoda omogućuje proučavanje kemijskog sastava atmosfere planeta. Svjetlost koja prolazi kroz gornju atmosferu mijenja svoj spektar – analiza ovog fenomena daje informacije o elementima koji su tamo prisutni.

Istraživači sa University College London i Sveučilišta New South Wales objavili su 2014. godine u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences opis nove, točnije metode za analizu pojave metan, najjednostavniji organski plin, čija je prisutnost općenito prepoznata kao znak potencijalnog života. Nažalost, suvremeni modeli koji opisuju ponašanje metana daleko su od savršenih, pa se količina metana u atmosferi udaljenih planeta obično podcjenjuje. Korištenjem najsuvremenijih superračunala koje su osigurali projekt DiRAC () i Sveučilište u Cambridgeu, simulirano je oko 10 milijardi spektralnih linija koje se mogu povezati s apsorpcijom zračenja molekulama metana na temperaturama do 1220 °C . Popis novih linija, oko 2 puta duži od prethodnih, omogućit će bolje proučavanje sadržaja metana u vrlo širokom temperaturnom rasponu.

Metan signalizira mogućnost života, dok drugi mnogo skuplji plin kisik - ispada da nema garancije za postojanje života. Ovaj plin na Zemlji dolazi uglavnom od fotosintetskih biljaka i algi. Kisik je jedan od glavnih znakova života. Međutim, prema znanstvenicima, možda bi bilo pogrešno tumačiti prisutnost kisika kao ekvivalent prisutnosti živih organizama.

Nedavne studije identificirale su dva slučaja u kojima bi detekcija kisika u atmosferi udaljenog planeta mogla dati lažnu indikaciju prisutnosti života. U obojici je kisik nastao kao rezultat neabiotički proizvodi. U jednom od scenarija koje smo analizirali, ultraljubičasto svjetlo sa zvijezde manje od Sunca moglo bi oštetiti ugljični dioksid u atmosferi egzoplaneta, oslobađajući iz njega molekule kisika. Računalne simulacije pokazale su da raspad CO₂ daje ne samo₂, ali i veliku količinu ugljičnog monoksida (CO). Ako se ovaj plin snažno detektira uz kisik u atmosferi egzoplaneta, to bi moglo ukazivati ​​na lažni alarm. Drugi scenarij tiče se zvijezda male mase. Svjetlost koju emitiraju doprinosi stvaranju kratkoživućih molekula O.₄. Njihovo otkriće pored O₂ također bi trebao izazvati alarm za astronome.

Traži metan i druge tragove

Glavni način tranzita malo govori o samom planetu. Može se koristiti za određivanje njezine veličine i udaljenosti od zvijezde. Metoda mjerenja radijalne brzine može pomoći u određivanju njegove mase. Kombinacija dviju metoda omogućuje izračun gustoće. Ali je li moguće pobliže ispitati egzoplanet? Ispostavilo se da jest. NASA već zna kako bolje vidjeti planete poput Keplera-7 b, za koje su teleskopi Kepler i Spitzer korišteni za mapiranje atmosferskih oblaka. Pokazalo se da je ovaj planet prevruć za oblike života kakve poznajemo, s temperaturama u rasponu od 816 do 982 °C. No, sama činjenica ovako detaljnog opisa je veliki iskorak s obzirom da je riječ o svijetu koji je sto svjetlosnih godina udaljen od nas.

Dobro će doći i prilagodljiva optika koja se u astronomiji koristi za uklanjanje smetnji uzrokovanih atmosferskim vibracijama. Koristi se za upravljanje teleskopom pomoću računala kako bi se izbjegla lokalna deformacija zrcala (reda nekoliko mikrometara), čime se ispravljaju pogreške u dobivenoj slici. da radi Skener planeta Gemini (GPI) koji se nalazi u Čileu. Alat je prvi put lansiran u studenom 2013. GPI koristi infracrvene detektore, koji su dovoljno snažni za detekciju svjetlosnog spektra tamnih i udaljenih objekata kao što su egzoplanete. Zahvaljujući tome, bit će moguće saznati više o njihovom sastavu. Planet je izabran kao jedan od prvih ciljeva promatranja. U ovom slučaju, GPI radi poput solarnog koronografa, što znači da zatamnjuje disk udaljene zvijezde kako bi pokazao svjetlinu obližnjeg planeta.

Ključ za promatranje "znakova života" je svjetlost zvijezde koja kruži oko planeta. Egzoplaneti, prolazeći kroz atmosferu, ostavljaju specifičan trag koji se sa Zemlje može izmjeriti spektroskopskim metodama, t.j. analiza zračenja koje emitira, apsorbira ili raspršuje fizički objekt. Sličan pristup može se koristiti za proučavanje površina egzoplaneta. Međutim, postoji jedan uvjet. Površine moraju dovoljno apsorbirati ili raspršiti svjetlost. Planeti koji isparavaju, što znači planeti čiji vanjski slojevi lebde okolo u velikom oblaku prašine, dobri su kandidati.

Kako se pokazalo, već možemo prepoznati elemente poput oblačnost planete. Postojanje gustog oblaka oko egzoplaneta GJ 436b i GJ 1214b utvrđeno je na temelju spektroskopske analize svjetlosti matičnih zvijezda. Oba planeta pripadaju kategoriji takozvanih super-Zemlja. GJ 436b nalazi se 36 svjetlosnih godina od Zemlje u sazviježđu Lava. GJ 1214b nalazi se u zviježđu Zmije, udaljeno 40 svjetlosnih godina.

Europska svemirska agencija (ESA) trenutno radi na satelitu čiji će zadatak biti precizno karakterizirati i proučavati strukturu već poznatih egzoplaneta (CHEOPS). Lansiranje ove misije zakazano je za 2017. godinu. NASA pak želi iste godine u svemir poslati već spomenuti satelit TESS. U veljači 2014. Europska svemirska agencija odobrila je misiju PLATON, povezano sa slanjem teleskopa u svemir dizajniranog za traženje planeta sličnih Zemlji. Prema sadašnjem planu, 2024. godine trebao bi krenuti u potragu za stjenovitim objektima s sadržajem vode. Ova bi opažanja također trebala pomoći u potrazi za egzomjesecom, na isti način na koji su korišteni Keplerovi podaci.

Europska ESA razvila je program prije nekoliko godina. Darwin. NASA je imala sličan "planetarni crawler". TPF (). Cilj oba projekta bio je proučavati planete veličine Zemlje na prisutnost plinova u atmosferi koji signaliziraju povoljne uvjete za život. Oba su uključivala hrabre ideje za mrežu svemirskih teleskopa koji surađuju u potrazi za egzoplanetima sličnim Zemlji. Prije deset godina tehnologije još nisu bile dovoljno razvijene, a programi zatvoreni, ali nije sve bilo uzalud. Obogaćeni iskustvom NASA-e i ESA-e, trenutno rade zajedno na gore spomenutom Webb svemirskom teleskopu. Zahvaljujući velikom zrcalu od 6,5 metara, moći će se proučavati atmosfere velikih planeta. To će omogućiti astronomima da otkriju kemijske tragove kisika i metana. Ovo će biti specifične informacije o atmosferi egzoplaneta - sljedeći korak u usavršavanju znanja o tim dalekim svjetovima.

Različiti timovi rade u NASA-i na razvoju novih istraživačkih alternativa u ovom području. Jedan od tih manje poznatih i još uvijek u ranoj fazi je . Bit će riječi o tome kako zasjeniti svjetlost zvijezde nečim poput kišobrana, kako biste mogli promatrati planete na njezinim rubovima. Analizom valnih duljina bit će moguće odrediti komponente njihovih atmosfera. NASA će procijeniti projekt ove ili sljedeće godine i odlučiti isplati li se misija. Ako počne, onda 2022.

Civilizacije na periferiji galaksija?

Pronalaženje tragova života znači skromnije težnje od traganja za cijelim izvanzemaljskim civilizacijama. Mnogi istraživači, uključujući Stephena Hawkinga, ne savjetuju potonje – zbog potencijalnih prijetnji čovječanstvu. U ozbiljnim krugovima obično se ne spominju nikakve vanzemaljske civilizacije, svemirska braća ili inteligentna bića. Međutim, ako želimo tražiti napredne vanzemaljce, neki istraživači također imaju ideje kako povećati šanse da ih pronađemo.

Primjer. Astrofizičarka Rosanna Di Stefano sa Sveučilišta Harvard kaže da napredne civilizacije žive u gusto zbijenim kuglastim nakupinama na rubovima Mliječne staze. Istraživačica je svoju teoriju predstavila na godišnjem sastanku Američkog astronomskog društva u Kissimmeeju na Floridi, početkom 2016. godine. Ovu prilično kontroverznu hipotezu Di Stefano opravdava činjenicom da na rubu naše galaksije postoji oko 150 starih i stabilnih sfernih skupova koji pružaju dobro tlo za razvoj bilo koje civilizacije. Blisko raspoređene zvijezde mogu značiti mnoge blisko raspoređene planetarne sustave. Toliko zvijezda skupljenih u kuglice dobro je tlo za uspješne skokove s jednog mjesta na drugo uz održavanje naprednog društva. Blizina zvijezda u jatima mogla bi biti korisna u održavanju života, rekao je Di Stefano.