Poszukiwania życia to już nie spekulacje, a nauka

| Astronomia/fizyka
NASA

Poszukiwania życia we wszechświecie przeszły z fazy spekulacji do fazy nauki opierającej się na faktach. Z taką opinią zgodzili się uczestnicy Breakthrough Discuss Conference, którzy omawiali sposoby poszukiwania życia poza Układem Słonecznym.

Już teraz wiemy, że w promieniu 30 lat świetlnych od nas znajduje się co najmniej kilkanaście egzoplanet podobnych do Ziemi i dziesiątki systemów, w których mogą znajdować się kolejne takie planety. Wiemy, że już zidentyfikowane egzoplanety są skaliste, mają podobną wielkość i gęstość do Ziemi i znajdują się w takiej odległości od swoich gwiazd macierzystych, która pozwala na istnienie wody w stanie ciekłym. Jest jednak jedna duża różnica pomiędzy tymi planetami, a Ziemią. Krążą one wokół gwiazd innych niż Słońce.

Nasze Słońce to żółty karzeł. Gwiazdy tego typu są jasne i stosunkowo niewielkie w porównaniu w wieloma innymi gwiazdami. Nie występują one zbyt często. W naszym sąsiedztwie jest zaledwie 20 żółtych karłów, za to około 250 czerwonych karłów, gwiazd mniejszych, ciemniejszych i chłodniejszych od Słońca. Zapewne podobnie jest w całym wszechświecie, czerwonych karłów jest znacznie więcej.

Podczas ostatnich 3-4 lat okazało się, że każda z takich mniejszych od Słońca gwiazd ma w sąsiedztwie co najmniej jedną planetę. Jak powszechne są planety krążące wokół gwiazd o niewielkiej masie? Bardzo powszechne, mówiła Courtney Dressing, astronom z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Wokół czerwonych karłów typu widmowego M krąży średnio 2,5 planety. Wokół 25% takich gwiazd znajduje się planeta tej samej wielkości i o tej samej temperaturze powierzchni co Ziemia. Biorąc pod uwagę dane, jakimi obecnie dysponujemy, możemy stwierdzić, że w odległości do 32 lat świetlnych od Ziemi powinno znajdować się co najmniej 60 planet podobnych do Ziemi, które krążą w ekosferze swoich planet.

Dotychczas niemal wszystkie znane nam egzoplanety zostały odkryte przez Teleskop Keplera. Urządzenie to bada jednak planety wokół dużych czerwonych karłów. Wkrótce jednak będziemy dysponowali teleskopami zdolnymi do badań średnich i małych czerwonych karłów. Może się wówczas okazać, że nie 25% a 33% gwiazd tego typu ma podobne do Ziemi planety w ekosferach.

Lepsze teleskopy pozwolą nie tylko zauważyć planety wokół mniejszych gwiazd. Możliwe będzie też częstsze ich obserwowanie. Ekosfera mniejszych chłodniejszych gwiazd znajduje się bliżej samej gwiazdy, co oznacza, że znajdujące się w niej planety krążą po ciaśniejszych orbitach, a skoro tak, to częściej będzie można obserwować ich przejścia na tle gwiazd. To zaś oznacza zdobycie większej ilości informacji w krótszym czasie.

Wielu uczestników konferencji, w tym Mercedes López-Morales z Harvard Center for Astrophysics, opowiadało, w jaki sposób będą prowadzone badania atmosfery tych egzoplanet. Mówiąc najkrócej jak to tylko możliwe, będziemy szukali tlenu.

Na Ziemi pojawienie się tlenu jest powiązane z pojawieniem się życia. To jeden czynnik, czyniący tlen tak interesującym. Ponadto tlen łatwo wchodzi w reakcje z innymi pierwiastkami. Jeśli więc występuje w atmosferze oznacza to, że coś go ciągle wytwarza. I bardzo prawdopodobne, że tym czymś są organizmy żywe. Uczeni będą więc szukali w atmosferach egzoplanet tlenu, wodoru i metanu. Jednak takie podejście ma też wady. Atmosfera planety ma zwykle około 1% jej średnicy. Ma więc bardzo słabą sygnaturę. Trzeba wykonać około biliona zdjęć, by mieć pewność, że mamy do czynienia z sygnałem charakterystycznym dla tlenu, mówi López-Morales.

Na szczęście nowe teleskopy będą gotowe do wykonania takiego zadania. Mniej więcej w drugim kwartale przyszłego roku gotowy będzie Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). W czasie dwuletniej misji przyjrzy się on 200 000 gwiazd. W 2022 roku ma ruszyć Giant Magellan Telescope o rozdzielczości 10-krotnie większej niż rozdzielczość Teleskopu Hubble'a. Będzie on wyposażony w spektrograf G-CLEF, zdolny do zauważenia sygnatury tlenu w atmosferach odległych planet. W końcu w roku 2024 zostanie uruchomiony Extremely Large Telescope, którego światłosiła będzie większa niż łączna światłosiła wszystkich ziemskich teleskopów o średnicy 8-10 metrów. W najbliższych latach astrobiologia zyska więc świetne instrumenty do poszukiwania życia we wszechświecie.

Skądinąd wiemy jednak, że życie może obywać się bez tlenu czy światła. Na razie jednak nikt nie ma pomysłu, jak takie życie odnaleźć. Pozostaje nam więc oczekiwanie na coraz bardziej doskonałe instrumenty badawcze lub trzymanie kciuków za powodzenie misji Breakthrough Starshot.

Autor:

Źródło: PhysOrg

wszechświat życie egzoplaneta