Iskanje, poslušanje in vohanje

"V desetletju bomo našli prepričljive dokaze o življenju onkraj Zemlje," je povedala Ellen Stofan, znanstvena direktorica agencije, na Nasini konferenci Habitable Worlds in Space aprila 2015. Dodala je, da bodo neizpodbitna in določujoča dejstva o obstoju nezemeljskega življenja zbrana v 20-30 letih.

"Vemo, kje iskati in kako iskati," je dejal Stofan. "In ker smo na pravi poti, ni nobenega razloga za dvom, da bomo našli, kar iščemo." Kaj točno je mišljeno z nebesnim telesom, predstavniki agencije niso navedli. Njihove trditve kažejo, da bi lahko bil na primer Mars, drug objekt v sončnem sistemu ali nekakšen eksoplanet, čeprav je v slednjem primeru težko domnevati, da bo dokončne dokaze pridobljeno v samo eni generaciji. Vsekakor Odkritja zadnjih let in mesecev kažejo eno stvar: vode - in to v tekočem stanju, ki velja za nujen pogoj za nastanek in vzdrževanje živih organizmov - je v osončju veliko.

"Do leta 2040 bomo odkrili nezemeljsko življenje," je v svojih številnih izjavah za medije ponovil Nasin Seth Szostak z inštituta SETI. Vendar ne govorimo o stiku s tujo civilizacijo – zadnja leta nas navdušujejo nova odkritja prav predpogojev za obstoj življenja, kot so tekoči vodni viri v telesih sončnega sistema, sledi rezervoarjev. in potoki. na Marsu ali prisotnost Zemlji podobnih planetov v življenjskih conah zvezd. Tako slišimo o pogojih, ugodnih za življenje, in o sledovih, največkrat kemičnih. Razlika med sedanjostjo in tem, kar se je zgodilo pred nekaj desetletji, je v tem, da zdaj odtisi, znamenja in življenjske razmere niso izjemni skoraj nikjer, tudi na Veneri ali v nedrih Saturnovih oddaljenih lun.

Število orodij in metod, ki se uporabljajo za odkrivanje takšnih specifičnih sledi, narašča. Izboljšujemo metode opazovanja, poslušanja in detekcije v različnih valovnih dolžinah. Zadnje čase se veliko govori o iskanju kemičnih sledi, podpisov življenja tudi okoli zelo oddaljenih zvezd. To je naš "šmrc".

Odličen kitajski baldahin

Naši instrumenti so večji in občutljivejši. Septembra 2016 je bil velikan zagnan. Kitajski radijski teleskop FASTkaterega naloga bo iskanje znakov življenja na drugih planetih. Znanstveniki po vsem svetu v njegovo delo polagajo velike upe. "Opazoval bo lahko hitreje in dlje kot kdaj koli prej v zgodovini raziskovanja nezemlja," je dejal Douglas Vakoch, predsednik METI International, organizacija, ki se ukvarja z iskanjem tujih oblik inteligence. FAST vidno polje bo dvakrat večje kot Teleskop Arecibo v Portoriku, ki je v ospredju zadnjih 53 let.

FAST baldahin (sferični teleskop s petsto metrov odprtine) ima premer 500 m. Sestavljen je iz 4450 trikotnih aluminijastih plošč. Zavzema površino, primerljivo s tridesetimi nogometnimi igrišči. Za delo potrebuje popolno tišino v polmeru 5 km, zato je bilo preseljenih skoraj 10 ljudi iz okolice. ljudi. Radijski teleskop se nahaja v naravnem bazenu med čudovito pokrajino zelenih kraških formacij v južni provinci Guizhou.

Preden pa lahko FAST pravilno spremlja nezemeljsko življenje, ga je treba najprej ustrezno umeriti. Zato bosta prvi dve leti svojega dela posvečeni predvsem predhodnim raziskavam in regulaciji.

Milijonar in fizik

Eden najbolj znanih nedavnih projektov za iskanje inteligentnega življenja v vesolju je projekt britanskih in ameriških znanstvenikov, ki ga podpira ruski milijarder Yuri Milner. Poslovnež in fizik je za raziskave, ki naj bi trajale vsaj deset let, porabil 100 milijonov dolarjev. "V enem dnevu bomo zbrali toliko podatkov, kot so jih drugi podobni programi zbrali v enem letu," pravi Milner. Fizik Stephen Hawking, ki sodeluje pri projektu, pravi, da je iskanje smiselno zdaj, ko je bilo odkritih toliko zunajsončnih planetov. "V vesolju je toliko svetov in organskih molekul, da se zdi, da tam lahko obstaja življenje," je komentiral. Projekt se bo imenoval največja znanstvena študija doslej, ki išče znake inteligentnega življenja onkraj Zemlje. Pod vodstvom skupine znanstvenikov s kalifornijske univerze Berkeley bo imel širok dostop do dveh najmočnejših teleskopov na svetu: zelena banka v Zahodni Virginiji in Teleskopski parki v Novem Južnem Walesu v Avstraliji.

Od daleč lahko prepoznamo napredno civilizacijo po:

• prisotnost plinov, zlasti onesnaževal zraka, klorofluoroogljikovodiki, ogljikov dioksid, metan, amoniak;
• luči in odsevi svetlobe od objektov, ki jih je zgradila civilizacija;
• odvajanje toplote;
• intenzivno sproščanje sevanja;
• skrivnostni predmeti - na primer velike postaje in premikajoče se ladje;
• obstoj struktur, katerih nastanka ni mogoče razložiti z naravnimi vzroki.

Milner je predstavil še eno pobudo, imenovano. Obljubil je, da bo plačal milijon dolarjev. nagrade tistim, ki ustvarijo posebno digitalno sporočilo za pošiljanje v vesolje, ki najbolje predstavlja človeštvo in Zemljo. In ideje dua Milner-Hawking se tu ne končajo. Pred kratkim so mediji poročali o projektu, ki vključuje pošiljanje lasersko vodene nanosonde v zvezdni sistem, ki doseže hitrost ... ene petine svetlobne hitrosti!

vesoljska kemija

Nič ni bolj tolažilnega za tiste, ki iščejo življenje v vesolju kot odkritje dobro znanih "znanih" kemikalij v vesolju. celo oblaki vodne pare "Visi" v vesolju. Pred nekaj leti so tak oblak odkrili okoli kvazarja PG 0052+251. Po sodobnih spoznanjih je to največji znani rezervoar vode v vesolju. Natančni izračuni kažejo, da če bi se vsa ta vodna para kondenzirala, bi bilo v vseh zemeljskih oceanih 140 bilijonov krat več vode kot vode. Masa "rezervoarja vode", najdenega med zvezdami, je 100 XNUMX. krat večja od mase sonca. Samo zato, ker je nekje voda, še ne pomeni, da je tam življenje. Da bo uspel, je treba izpolniti veliko različnih pogojev.

V zadnjem času precej pogosto slišimo o astronomskih »najdbah« organskih snovi v oddaljenih kotičkih vesolja. Leta 2012 so na primer znanstveniki odkrili na razdalji približno XNUMX svetlobnih let od nas hidroksilaminki je sestavljen iz atomov dušika, kisika in vodika in je v kombinaciji z drugimi molekulami teoretično sposoben tvoriti strukture življenja na drugih planetih.

Organske spojine v protoplanetarnem disku, ki kroži okoli zvezde MWC 480.

Metilcianid (CH₃CN) ja cianoacetilen (HC₃N), ki so bili v protoplanetarnem disku, ki kroži okoli zvezde MWC 480, ki so ga leta 2015 odkrili raziskovalci ameriškega Harvard-Smithsonian centra za astrofiziko (CfA), je še en namig, da v vesolju morda obstaja kemija z možnostjo biokemije. Zakaj je ta odnos tako pomembno odkritje? V našem sončnem sistemu so bili prisotni v času, ko se je na Zemlji nastajalo življenje, in brez njih naš svet verjetno ne bi izgledal tako, kot je danes. Sama zvezda MWC 480 je dvakrat večja od naše zvezde in je od Sonca oddaljena približno 455 svetlobnih let, kar ni veliko v primerjavi z razdaljami, ki jih najdemo v vesolju.

Nedavno, junija 2016, so raziskovalci iz ekipe, v kateri sta med drugim Brett McGuire z Observatorija NRAO in profesor Brandon Carroll s Kalifornijskega inštituta za tehnologijo, opazili sledi kompleksnih organskih molekul, ki spadajo v t.i. kiralne molekule. Kiralnost se kaže v tem, da izvirna molekula in njena zrcalna podoba nista enaki in ju, tako kot vsi drugi kiralni objekti, ni mogoče združiti s translacijo in rotacijo v prostoru. Kiralnost je značilna za številne naravne spojine – sladkorje, beljakovine, itd. Do sedaj še nismo videli nobene, razen Zemlje.

Ta odkritja ne pomenijo, da življenje izvira v vesolju. Vendar pa domnevajo, da bi lahko tam nastali vsaj nekateri delci, potrebni za njegovo rojstvo, nato pa skupaj z meteoriti in drugimi predmeti potovali na planete.

Barve življenja

Zasluženo Vesoljski teleskop Kepler prispeval k odkritju več kot sto zemeljskih planetov in ima na tisoče kandidatov za eksoplanete. Od leta 2017 namerava NASA uporabiti še en vesoljski teleskop, Keplerjevega naslednika. Tranzitni satelit za raziskovanje eksoplanetov, TESS. Njegova naloga bo iskanje ekstrasolarnih planetov v tranzitu (tj. prehod skozi matične zvezde). Če ga pošljete v visoko eliptično orbito okoli Zemlje, lahko skenirate celotno nebo za planete, ki krožijo okoli svetlih zvezd v naši neposredni bližini. Misija bo verjetno trajala dve leti, v katerih bo raziskanih približno pol milijona zvezd. Zahvaljujoč temu znanstveniki pričakujejo, da bodo odkrili več sto planetov, podobnih Zemlji. Nadaljnja nova orodja, kot je npr. Vesoljski teleskop James Webb (Vesoljski teleskop James Webb) bi moral slediti in se poglobiti v že narejena odkritja, preiskati atmosfero in poiskati kemične sledi, ki bi kasneje lahko pripeljale do odkritja življenja.

Projekt Transiting Exoplanet Survey Satellite – Vizualizacija

Kolikor pa približno vemo, kaj so tako imenovani biosignature življenja (na primer prisotnost kisika in metana v ozračju), ni znano, kateri od teh kemičnih signalov z razdalje desetin in sto svetlobe leta končno odločajo o zadevi. Znanstveniki se strinjajo, da je prisotnost kisika in metana hkrati močan predpogoj za življenje, saj ni znanih neživih procesov, ki bi proizvajali oba plina hkrati. Vendar, kot se je izkazalo, lahko takšne podpise uničijo ekso-sateliti, ki morda krožijo okoli eksoplanetov (kot to počnejo okoli večine planetov v sončnem sistemu). Kajti če atmosfera Lune vsebuje metan, planeti pa kisik, potem jih lahko naši instrumenti (na trenutni stopnji njihovega razvoja) združijo v en kisik-metanski podpis, ne da bi opazili eksomuno.

Mogoče bi morali iskati ne kemične sledi, ampak barvo? Mnogi astrobiologi verjamejo, da so bile halobakterije med prvimi prebivalci našega planeta. Ti mikrobi so absorbirali zeleni spekter sevanja in ga pretvorili v energijo. Po drugi strani pa so odbijali vijolično sevanje, zaradi katerega je naš planet, gledano iz vesolja, imel ravno to barvo.

Za absorpcijo zelene svetlobe se uporabljajo halobakterije mrežnica, torej vizualno vijolična, ki jo najdemo v očeh vretenčarjev. Vendar so sčasoma na našem planetu začele prevladovati izkoriščanje bakterij. klorofilki absorbira vijolično svetlobo in odbija zeleno svetlobo. Zato je Zemlja videti takšna, kot je. Astrologi domnevajo, da lahko v drugih planetarnih sistemih halobakterije še naprej rastejo, zato ugibajo iskanje življenja na vijoličastih planetih.

Predmete te barve bo verjetno videl že omenjeni teleskop James Webb, ki naj bi ga izstrelili leta 2018. Takšne objekte pa je mogoče opazovati, če niso predaleč od sončnega sistema, osrednja zvezda planetarnega sistema pa je dovolj majhna, da ne moti drugih signalov.

Drugi prvinski organizmi na Zemlji podobnem eksoplanetu, po vsej verjetnosti, rastline in alge. Ker to pomeni značilno barvo površine, tako kopnega kot vode, je treba iskati določene barve, ki signalizirajo življenje. Teleskopi nove generacije bi morali registrirati svetlobo, ki jo odbijajo eksoplaneti, kar bo razkrilo njihove barve. Na primer, v primeru opazovanja Zemlje iz vesolja je mogoče opaziti veliko dozo sevanja. blizu infrardečega sevanjaki je pridobljen iz klorofila v vegetaciji. Takšni signali, ki bi jih prejeli v bližini zvezde, obkrožene z eksoplaneti, bi kazali na to, da bi lahko tudi "tam" nekaj naraščalo. Zelena bi to še močneje predlagala. Planet, pokrit s primitivnimi lišaji, bi bil v senci žolč.

Znanstveniki določajo sestavo atmosfere eksoplanetov na podlagi prej omenjenega tranzita. Ta metoda omogoča preučevanje kemične sestave atmosfere planeta. Svetloba, ki prehaja skozi zgornjo atmosfero, spremeni svoj spekter – analiza tega pojava daje informacije o elementih, ki so tam prisotni.

Raziskovalci z University College London in Univerze v Novem Južnem Walesu so leta 2014 v reviji Proceedings of the National Academy of Sciences objavili opis nove, natančnejše metode za analizo pojava metan, najpreprostejši organski plin, katerega prisotnost je splošno priznana kot znak potencialnega življenja. Žal sodobni modeli, ki opisujejo obnašanje metana, še zdaleč niso popolni, zato je količina metana v ozračju oddaljenih planetov običajno podcenjena. Z uporabo najsodobnejših superračunalnikov, ki jih zagotavljata projekt DiRAC () in Univerza v Cambridgeu, je bilo modeliranih približno 10 milijard spektralnih linij, ki jih je mogoče povezati z absorpcijo sevanja z molekulami metana pri temperaturah do 1220 ° C. . Seznam novih linij, približno 2-krat daljši od prejšnjih, bo omogočil boljše preučevanje vsebnosti metana v zelo širokem temperaturnem območju.

Metan signalizira možnost življenja, medtem ko drug veliko dražji plin kisik - se izkaže, da ni zagotovila za obstoj življenja. Ta plin na Zemlji izvira predvsem iz fotosintetskih rastlin in alg. Kisik je eden od glavnih znakov življenja. Vendar pa je po mnenju znanstvenikov morda napačno razlagati prisotnost kisika kot enakovredno prisotnosti živih organizmov.

Nedavne študije so odkrile dva primera, ko bi odkrivanje kisika v ozračju oddaljenega planeta lahko dalo napačen znak o prisotnosti življenja. Pri obeh je nastal kisik kot posledica neabiotični izdelki. V enem od scenarijev, ki smo jih analizirali, bi lahko ultravijolična svetloba zvezde, manjše od Sonca, poškodovala ogljikov dioksid v atmosferi eksoplaneta in iz njega sprostila molekule kisika. Računalniške simulacije so pokazale, da razpad CO₂ daje ne samo₂, ampak tudi veliko količino ogljikovega monoksida (CO). Če je ta plin poleg kisika močno zaznan v atmosferi eksoplaneta, bi to lahko pomenilo lažni alarm. Drug scenarij se nanaša na zvezde z nizko maso. Svetloba, ki jo oddajajo, prispeva k tvorbi kratkoživih molekul O.₄. Njihovo odkritje poleg O₂ prav tako bi moral sprožiti alarm za astronome.

Iščejo metan in druge sledi

Glavni način tranzita pove malo o samem planetu. Z njim je mogoče določiti njegovo velikost in oddaljenost od zvezde. Metoda merjenja radialne hitrosti lahko pomaga določiti njegovo maso. Kombinacija obeh metod omogoča izračun gostote. Toda ali je mogoče eksoplanet podrobneje preučiti? Izkazalo se je, da je. NASA že ve, kako bolje videti planete, kot je Kepler-7 b, za katerega sta bila teleskopa Kepler in Spitzer uporabljena za kartiranje atmosferskih oblakov. Izkazalo se je, da je ta planet prevroč za oblike življenja, kot ga poznamo, s temperaturami od 816 do 982 °C. Je pa že samo dejstvo tako podrobnega opisa le-tega velik korak naprej, glede na to, da govorimo o svetu, ki je od nas oddaljen sto svetlobnih let.

Prav tako bo prišla tudi prilagodljiva optika, ki jo v astronomiji uporabljajo za odpravljanje motenj, ki jih povzročajo atmosferske vibracije. Njegova uporaba je nadzor teleskopa z računalnikom, da bi se izognili lokalni deformaciji zrcala (reda več mikrometrov), ki popravlja napake v nastali sliki. ja, deluje Skener planetov Gemini (GPI), ki se nahaja v Čilu. Orodje je bilo prvič predstavljeno novembra 2013. GPI uporablja infrardeče detektorje, ki so dovolj močni za zaznavanje svetlobnega spektra temnih in oddaljenih predmetov, kot so eksoplaneti. Zahvaljujoč temu bo mogoče izvedeti več o njihovi sestavi. Planet je bil izbran kot ena prvih opazovalnih tarč. V tem primeru GPI deluje kot sončni koronagraf, kar pomeni, da zatemni disk oddaljene zvezde, da pokaže svetlost bližnjega planeta.

Ključ do opazovanja "znakov življenja" je svetloba zvezde, ki kroži okoli planeta. Eksoplaneti, ki prehajajo skozi atmosfero, puščajo posebno sled, ki jo je mogoče od Zemlje izmeriti s spektroskopskimi metodami, tj. analiza sevanja, ki ga oddaja, absorbira ali razprši fizični predmet. Podoben pristop je mogoče uporabiti za preučevanje površin eksoplanetov. Vendar pa obstaja en pogoj. Površine morajo dovolj absorbirati ali razpršiti svetlobo. Planeti izhlapevanja, torej planeti, katerih zunanje plasti plavajo naokoli v velikem oblaku prahu, so dobri kandidati.

Kot kaže, že lahko prepoznamo elemente, kot so oblačnost planeta. Obstoj gostega oblaka okoli eksoplanetov GJ 436b in GJ 1214b je bil ugotovljen na podlagi spektroskopske analize svetlobe iz matičnih zvezd. Oba planeta spadata v kategorijo tako imenovanih super-zemelj. GJ 436b se nahaja 36 svetlobnih let od Zemlje v ozvezdju Lev. GJ 1214b je v ozvezdju Ophiuchus, 40 svetlobnih let od nas.

Evropska vesoljska agencija (ESA) trenutno dela na satelitu, katerega naloga bo natančno opisati in preučiti strukturo že znanih eksoplanetov (CHEOPS). Začetek te misije je načrtovan za leto 2017. Nasa pa želi še istega leta v vesolje poslati že omenjeni satelit TESS. Februarja 2014 je Evropska vesoljska agencija odobrila misijo PLATON, povezana s pošiljanjem teleskopa v vesolje, namenjenega iskanju planetov, podobnih Zemlji. Po trenutnem načrtu naj bi leta 2024 začel iskati skalnate objekte z vsebnostjo vode. Ta opažanja bi morala pomagati tudi pri iskanju eksomenice, podobno kot so bili uporabljeni Keplerjevi podatki.

Evropska ESA je program razvila pred nekaj leti. Darwin. Nasa je imela podoben "planetarni goseničar". TPF (). Cilj obeh projektov je bil preučiti planete velikosti Zemlje glede prisotnosti plinov v ozračju, ki signalizirajo ugodne razmere za življenje. Oba sta vključevala drzne ideje za mrežo vesoljskih teleskopov, ki sodelujejo pri iskanju Zemlji podobnih eksoplanetov. Pred desetimi leti tehnologije še niso bile dovolj razvite, programi so bili zaprti, a ni bilo vse zaman. Obogatena z izkušnjami NASA in ESA, trenutno skupaj delata na zgoraj omenjenem vesoljskem teleskopu Webb. Zahvaljujoč velikemu 6,5-metrskemu ogledalu bo mogoče preučevati atmosfero velikih planetov. To bo astronomom omogočilo odkrivanje kemičnih sledi kisika in metana. To bodo posebne informacije o atmosferi eksoplanetov - naslednji korak pri izpopolnjevanju znanja o teh oddaljenih svetovih.

Različne ekipe delajo pri Nasi, da bi razvile nove raziskovalne alternative na tem področju. Eden od teh manj znanih in še v zgodnjih fazah je . Govorilo se bo o tem, kako zakriti svetlobo zvezde z nečim kot je dežnik, da boste lahko opazovali planete na njenem obrobju. Z analizo valovnih dolžin bo mogoče določiti komponente njihove atmosfere. NASA bo letos ali prihodnje leto ocenila projekt in se odločila, ali je misija vredna. Če se začne, potem leta 2022.

Civilizacije na obrobju galaksij?

Iskanje sledi življenja pomeni skromnejše težnje kot iskanje celotnih nezemeljskih civilizacij. Številni raziskovalci, vključno s Stephenom Hawkingom, slednjega – zaradi potencialnih groženj človeštvu – ne odsvetujejo. V resnih krogih se običajno ne omenja nobenih tujih civilizacij, vesoljskih bratov ali inteligentnih bitij. Če pa želimo iskati napredne nezemljane, imajo nekateri raziskovalci tudi ideje, kako povečati možnosti, da jih najdejo.

Na primer. Astrofizičarka Rosanna Di Stefano z univerze Harvard pravi, da napredne civilizacije živijo v gosto nabitih kroglastih kopicah na obrobju Rimske ceste. Raziskovalka je svojo teorijo predstavila na letnem srečanju Ameriškega astronomskega društva v Kissimmeeju na Floridi v začetku leta 2016. Di Stefano to precej kontroverzno hipotezo utemeljuje z dejstvom, da je na robu naše galaksije okoli 150 starih in stabilnih kroglastih kopic, ki so dobra podlaga za razvoj katere koli civilizacije. Tesno razmaknjene zvezde lahko pomenijo številne blizu razmaknjene planetarne sisteme. Toliko zvezd, zbranih v krogle, je dobra podlaga za uspešne skoke z enega kraja na drugega, hkrati pa ohranjati napredno družbo. Di Stefano je dejal, da bi bližina zvezd v kopicah lahko bila koristna pri ohranjanju življenja.