Traženje, slušanje i miris

"Unutar jedne decenije naći ćemo uvjerljive dokaze o životu izvan Zemlje", rekla je Ellen Stofan, naučna direktorica agencije, na NASA-inoj Konferenciji "Habitable Worlds in Space" u aprilu 2015. Ona je dodala da će nepobitne i definišuće ​​činjenice o postojanju vanzemaljskog života biti prikupljene u roku od 20-30 godina.

“Znamo gdje i kako tražiti”, rekao je Stofan. "A pošto smo na dobrom putu, nema razloga za sumnju da ćemo pronaći ono što tražimo." Šta se tačno podrazumevalo pod nebeskim telom, predstavnici agencije nisu precizirali. Njihove tvrdnje ukazuju da bi to mogao biti, na primjer, Mars, još jedan objekat u Sunčevom sistemu, ili neka vrsta egzoplaneta, iako je u drugom 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 tečnom stanju, koja se smatra neophodnim uslovom za formiranje i održavanje živih organizama - ima u izobilju u Sunčevom sistemu.

"Do 2040. otkrit ćemo vanzemaljski život", ponovio je NASA-in Seth Szostak sa SETI instituta u svojim brojnim izjavama za medije. Međutim, ne govorimo o kontaktu s vanzemaljskom civilizacijom – posljednjih godina fasciniraju nas nova otkrića upravo preduslova za postojanje života, kao što su tekući izvori vode u tijelima Sunčevog sistema, tragovi rezervoara i potoci. na Marsu ili prisustvo planeta sličnih Zemlji u životnim zonama zvijezda. Tako slušamo o uslovima koji pogoduju životu, io tragovima, najčešće hemijskim. Razlika između sadašnjosti i onoga što se dogodilo prije nekoliko decenija je u tome što sada otisci stopala, znakovi i uslovi života nisu izuzetni gotovo nigdje, čak ni na Veneri ili u utrobi udaljenih Saturnovih mjeseca.

Broj alata i metoda koji se koriste za otkrivanje takvih specifičnih tragova raste. Poboljšavamo metode posmatranja, slušanja i detekcije na različitim talasnim dužinama. U poslednje vreme se mnogo priča o traženju hemijskih tragova, tragova života čak i oko veoma udaljenih zvezda. Ovo je naš "šmrk".

Odličan kineski baldahin

Naši instrumenti su veći i osjetljiviji. U septembru 2016. gigant je pušten u rad. Kineski radio teleskop FASTčiji će zadatak biti traženje znakova života na drugim planetama. Naučnici širom svijeta polažu velike nade u njegov rad. "Moći će promatrati brže i dalje nego ikada prije u historiji istraživanja vanzemalja", rekao je Douglas Vakoch, predsjednik METI International, organizacija posvećena potrazi za vanzemaljskim oblicima inteligencije. FAST vidno polje će biti duplo veće od Arecibo teleskop u Portoriku, koji je bio na čelu posljednje 53 godine.

FAST baldahin (sferni teleskop sa otvorom od petsto metara) ima prečnik od 500 m. Sastoji se od 4450 trouglastih aluminijumskih panela. Zauzima površinu koja se može porediti sa trideset fudbalskih terena. Za rad mu je potrebna potpuna tišina u radijusu od 5 km, stoga je skoro 10 ljudi iz okoline preseljeno. ljudi. Radio teleskop se nalazi u prirodnom bazenu među prekrasnim pejzažima zelenih kraških formacija u južnoj provinciji Guizhou.

Međutim, prije nego što FAST može pravilno pratiti vanzemaljski život, prvo mora biti pravilno kalibriran. Stoga će prve dvije godine njegovog rada biti uglavnom posvećene preliminarnom istraživanju i regulaciji.

Milioner i fizičar

Jedan od najpoznatijih nedavnih projekata traženja inteligentnog života u svemiru je projekat britanskih i američkih naučnika, koji podržava ruski milijarder Jurij Milner. Biznismen i fizičar je potrošio 100 miliona dolara na istraživanje za koje se očekuje da će trajati najmanje deset godina. „U jednom danu prikupićemo onoliko podataka koliko su drugi slični programi prikupili za godinu dana“, kaže Milner. Fizičar Stephen Hawking, koji je uključen u projekat, kaže da potraga ima smisla sada kada je otkriveno toliko ekstrasolarnih planeta. "Postoji toliko svjetova i organskih molekula u svemiru da se čini da tamo može postojati život", komentirao je. Projekat će se zvati najvećom naučnom studijom do sada koja traži znakove inteligentnog života izvan Zemlje. Predvođen timom naučnika sa Univerziteta Kalifornije, Berkli, imaće širok pristup dvama najmoćnijim teleskopom na svetu: zelena banka u Zapadnoj Virdžiniji i Teleskopski parkovi u Novom Južnom Velsu, Australija.

Naprednu civilizaciju možemo prepoznati izdaleka po:

• prisustvo gasova, posebno zagađivača vazduha, hlorofluorougljenika, ugljen-dioksida, metana, amonijaka;
• svjetla i refleksije svjetlosti od objekata koje je izgradila civilizacija;
• rasipanje toplote;
• intenzivno oslobađanje zračenja;
• misteriozni objekti - na primjer, velike stanice i pokretni brodovi;
• postojanje struktura čije se formiranje ne može objasniti pozivanjem na prirodne uzroke.

Milner je uveo još jednu inicijativu tzv. Obećao je da će platiti milion dolara. nagrade za one koji kreiraju posebnu digitalnu poruku za slanje u svemir koja najbolje predstavlja čovječanstvo i Zemlju. I tu se ideje dua Milner-Hawking ne završavaju. Nedavno su mediji izvijestili o projektu koji uključuje slanje laserski vođene nanosonde u zvjezdani sistem koji postiže brzinu od... jedne petine brzine svjetlosti!

svemirska hemija

Ništa nije utješnije za one koji traže život u svemiru od otkrića dobro poznatih "poznatih" kemikalija u vanjskim dijelovima svemira. Čak oblaci vodene pare "Visi" u svemiru. Prije nekoliko godina, takav oblak je otkriven oko kvazara PG 0052+251. Prema savremenim saznanjima, ovo je najveći poznati rezervoar vode u svemiru. Precizni proračuni pokazuju da kada bi se sva ova vodena para kondenzovala, bila bi 140 triliona puta više od vode u svim Zemljinim okeanima. Masa "rezervoara vode" pronađenog među zvijezdama je 100 XNUMX. puta mase sunca. Samo zato što negde ima vode ne znači da tamo ima života. Da bi procvjetao, potrebno je ispuniti mnogo različitih uslova.

U posljednje vrijeme često čujemo o astronomskim "nalazima" organskih tvari u udaljenim kutovima svemira. 2012. godine, na primjer, naučnici 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 molekulima, teoretski je sposoban da formira strukture života na drugim planetama.

Organska jedinjenja u protoplanetarnom disku koji kruži oko zvezde 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), je još jedan znak da u svemiru možda postoji kemija s šansom za biohemiju. Zašto je ova veza tako važno otkriće? Oni su bili prisutni u našem Sunčevom sistemu u vrijeme kada je nastajao život na Zemlji, a bez njih naš svijet vjerovatno ne bi izgledao kao danas. Sama zvijezda MWC 480 je dvostruko veća od naše zvijezde i udaljena je oko 455 svjetlosnih godina od Sunca, što nije mnogo u poređenju s udaljenostima koje se nalaze u svemiru.

Nedavno, u junu 2016. godine, istraživači iz tima koji uključuje, između ostalih, Brett McGuire iz NRAO opservatorije i profesor Brandon Carroll sa Kalifornijskog instituta za tehnologiju primijetili su tragove složenih organskih molekula koji pripadaju tzv. kiralnih molekula. Kiralnost se očituje u tome što originalni molekul i njegov zrcalni odraz nisu identični i, kao i svi drugi kiralni objekti, ne mogu se kombinirati translacijom i rotacijom u prostoru. Kiralnost je karakteristična za mnoga prirodna jedinjenja - šećere, bjelančevine itd. Do sada nismo vidjeli nijedno 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 Kepler svemirski teleskop doprinio je otkriću više od stotinu zemaljskih planeta i ima hiljade kandidata za egzoplanete. Od 2017. NASA planira koristiti još jedan svemirski teleskop, Keplerovog nasljednika. Tranzitni satelit za istraživanje egzoplaneta, TESS. Njegov zadatak će biti traženje ekstrasolarnih planeta u tranzitu (tj. prolazeći kroz matične zvijezde). Slanjem u visoku eliptičnu orbitu oko Zemlje, možete skenirati cijelo nebo u potrazi za planetama koje kruže oko sjajnih zvijezda u našoj neposrednoj blizini. Misija će vjerovatno trajati dvije godine, tokom kojih će biti istraženo oko pola miliona zvijezda. Zahvaljujući tome, naučnici očekuju da će otkriti nekoliko stotina planeta sličnih Zemlji. Daljnji novi alati kao npr. Svemirski teleskop James Webb (Svemirski teleskop James Webb) treba 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 šta su tzv. biosignature života (npr. prisustvo kiseonika i metana u atmosferi), nije poznato koji od ovih hemijskih signala sa udaljenosti od desetine i stotine svetlosti godine konačno odlučuju o tome. Naučnici se slažu da je istovremeno prisustvo kiseonika i metana jak preduslov za život, jer ne postoje poznati neživi procesi koji bi proizveli oba gasa u isto vreme. Međutim, kako se ispostavilo, takve potpise mogu uništiti egzo-sateliti, možda kružeći oko egzoplaneta (kao što to čine oko većine planeta u Sunčevom sistemu). Jer ako atmosfera Mjeseca sadrži metan, a planete kisik, onda ih naši instrumenti (u sadašnjoj fazi njihovog razvoja) mogu spojiti u jedan kisik-metanski potpis, a da ne primjećuju egzomjesec.

Možda bismo trebali tražiti ne hemijske tragove, već boju? Mnogi astrobiolozi vjeruju da su halobakterije bile među prvim stanovnicima naše planete. Ovi mikrobi su apsorbirali zeleni spektar zračenja i pretvorili ga u energiju. S druge strane, reflektovale su ljubičasto zračenje, zbog čega je naša planeta, gledana iz svemira, imala upravo tu boju.

Za apsorpciju zelene svjetlosti korištene su halobakterije retinal, odnosno vizuelno ljubičasta, koja se može naći u očima kičmenjaka. Međutim, s vremenom su bakterije koje iskorištavaju počele dominirati na našoj planeti. hlorofilkoji apsorbuje ljubičastu svetlost i reflektuje zelenu svetlost. Zato Zemlja izgleda onako kako izgleda. Astrolozi nagađaju da bi u drugim planetarnim sistemima halobakterije mogle nastaviti rasti, pa nagađaju traganje za životom na ljubičastim planetama.

Predmete ove boje vjerovatno će vidjeti gore spomenuti teleskop James Webb, koji bi trebao biti lansiran 2018. godine. Takvi objekti se, međutim, mogu posmatrati, pod uslovom da nisu predaleko od Sunčevog sistema, a da je centralna zvezda planetarnog sistema dovoljno mala da ne ometa druge signale.

Drugi primordijalni organizmi na egzoplaneti 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 otkriti svjetlost koju reflektiraju egzoplanete, što će otkriti njihove boje. Na primjer, u slučaju posmatranja Zemlje iz svemira, možete vidjeti veliku dozu zračenja. blisko infracrveno zračenjekoji se dobija iz hlorofila u vegetaciji. Takvi signali, snimljeni u blizini zvijezde okružene egzoplanetama, ukazivali bi na to da bi nešto moglo rasti i "tamo van". Zeleni bi to još snažnije sugerirao. Planeta prekrivena primitivnim lišajevima bila bi u senci žuč.

Naučnici određuju sastav atmosfere egzoplaneta na osnovu pomenutog tranzita. Ova metoda omogućava proučavanje hemijskog sastava atmosfere planete. Svjetlost koja prolazi kroz gornju atmosferu mijenja svoj spektar - analiza ovog fenomena daje informacije o elementima prisutnim tamo.

Istraživači sa University College London i Univerziteta New South Wales objavili su 2014. godine u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences opis nove, preciznije metode za analizu pojave metan, najjednostavniji organski plin, čije je prisustvo općenito prepoznato kao znak potencijalnog života. Nažalost, moderni modeli koji opisuju ponašanje metana daleko su od savršenih, pa se količina metana u atmosferi udaljenih planeta obično potcjenjuje. Koristeći najsavremenije superkompjutere koje je obezbedio DiRAC () projekat i Univerzitet u Kembridžu, modelirano je oko 10 milijardi spektralnih linija koje se mogu povezati sa apsorpcijom zračenja od strane molekula metana na temperaturama do 1220°C . Lista novih linija, oko 2 puta duža od prethodnih, omogućit će bolje proučavanje sadržaja metana u vrlo širokom temperaturnom rasponu.

Metan signalizira mogućnost života, dok drugi mnogo skuplji gas kiseonik - ispada da nema garancije za postojanje života. Ovaj plin na Zemlji dolazi uglavnom iz fotosintetskih biljaka i algi. Kiseonik je jedan od glavnih znakova života. Međutim, prema naučnicima, možda bi bilo pogrešno tumačiti prisustvo kiseonika kao ekvivalentno prisustvu živih organizama.

Nedavne studije su identifikovale dva slučaja u kojima bi detekcija kiseonika u atmosferi udaljene planete mogla dati lažnu indikaciju prisustva 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. Kompjuterske simulacije su pokazale da raspad CO₂ daje ne samo₂, ali i veliku količinu ugljičnog monoksida (CO). Ako se ovaj gas snažno detektuje pored kiseonika u atmosferi egzoplaneta, to bi moglo ukazivati ​​na lažni alarm. Drugi scenario se tiče zvijezda male mase. Svjetlost koju emituju doprinosi stvaranju kratkotrajnih O molekula.₄. Njihovo otkriće pored O₂ takođe bi trebalo da izazove alarm za astronome.

U potrazi za metanom i drugim tragovima

Glavni način tranzita malo govori o samoj planeti. Može se koristiti za određivanje njene veličine i udaljenosti od zvijezde. Metoda mjerenja radijalne brzine može pomoći u određivanju njegove mase. Kombinacija ove dvije metode omogućava izračunavanje gustoće. Ali da li je moguće detaljnije ispitati egzoplanetu? Ispostavilo se da jeste. NASA već zna kako bolje vidjeti planete poput Kepler-7 b, za koje su Kepler i Spitzer teleskopi korišteni za mapiranje atmosferskih oblaka. Ispostavilo se da je ova planeta prevruća za oblike života kakve poznajemo, sa temperaturama u rasponu od 816 do 982 °C. Međutim, sama činjenica ovako detaljnog opisa je veliki korak naprijed, s obzirom da je riječ o svijetu koji je sto svjetlosnih godina udaljen od nas.

Dobro će doći i adaptivna optika, koja se koristi u astronomiji za uklanjanje smetnji uzrokovanih atmosferskim vibracijama. Njegova upotreba je kompjutersko upravljanje teleskopom kako bi se izbjegla lokalna deformacija zrcala (reda nekoliko mikrometara), čime se ispravljaju greške u rezultujućoj slici. da radi Gemini Planet Scanner (GPI) koji se nalazi u Čileu. Alat je prvi put lansiran u novembru 2013. GPI koristi infracrvene detektore, koji su dovoljno snažni da detektuju svjetlosni spektar tamnih i udaljenih objekata kao što su egzoplanete. Zahvaljujući tome, biće moguće saznati više o njihovom sastavu. Planeta je izabrana kao jedna od prvih meta posmatranja. U ovom slučaju, GPI radi kao solarni koronagraf, što znači da zatamnjuje disk udaljene zvijezde kako bi pokazao sjaj obližnje planete.

Ključ za posmatranje "znakova života" je svetlost zvezde koja kruži oko planete. Egzoplanete, prolazeći kroz atmosferu, ostavljaju specifičan trag koji se sa Zemlje može izmjeriti spektroskopskim metodama, tj. analiza zračenja koje emituje, apsorbuje ili raspršuje fizički objekat. Sličan pristup se može koristiti za proučavanje površina egzoplaneta. Međutim, postoji jedan uslov. Površine moraju dovoljno apsorbirati ili raspršiti svjetlost. Planete koje isparavaju, što znači planete čiji vanjski slojevi lebde okolo u velikom oblaku prašine, dobri su kandidati.

Kako se ispostavilo, već možemo prepoznati elemente poput oblačnost planete. Postojanje gustog oblaka oko egzoplaneta GJ 436b i GJ 1214b utvrđeno je na osnovu spektroskopske analize svjetlosti matičnih zvijezda. Obje planete pripadaju kategoriji takozvanih super-Zemlja. GJ 436b se nalazi 36 svjetlosnih godina od Zemlje u sazviježđu Lava. GJ 1214b se nalazi u sazvežđu Zmijonik, 40 svetlosnih godina od nas.

Evropska svemirska agencija (ESA) trenutno radi na satelitu čiji će zadatak biti da precizno karakteriše i proučava strukturu već poznatih egzoplaneta (CHEOPS). Lansiranje ove misije planirano je za 2017. godinu. NASA zauzvrat želi da već spomenuti satelit TESS pošalje u svemir iste godine. U februaru 2014. Evropska svemirska agencija je odobrila misiju PLATO, povezano sa slanjem teleskopa u svemir dizajniranog za traženje planeta sličnih Zemlji. Prema sadašnjem planu, 2024. godine trebalo bi da počne da traži kamenite objekte sa sadržajem vode. Ova zapažanja bi takođe trebala pomoći u potrazi za egzomjesecom, na isti način na koji su korišteni Keplerovi podaci.

Evropska ESA je program razvila prije nekoliko godina. Darvin. NASA je imala sličan "planetarni crawler". TPF (). Cilj oba projekta bio je proučavanje planeta veličine Zemlje na prisustvo gasova u atmosferi koji signaliziraju povoljne uslove za život. Oba su uključivala hrabre ideje za mrežu svemirskih teleskopa koji sarađuju u potrazi za egzoplanetima sličnim Zemlji. Prije deset godina tehnologije još nisu bile dovoljno razvijene, a programi zatvoreni, ali nije sve bilo uzaludno. Obogaćeni iskustvom NASA-e i ESA-e, trenutno rade zajedno na gore spomenutom Webb svemirskom teleskopu. Zahvaljujući velikom ogledalu od 6,5 metara, biće moguće proučavati atmosferu velikih planeta. Ovo će omogućiti astronomima da otkriju hemijske tragove kiseonika i metana. Ovo će biti specifične informacije o atmosferama egzoplaneta - sljedeći korak u usavršavanju znanja o ovim udaljenim svjetovima.

Različiti timovi rade u NASA-i na razvoju novih istraživačkih alternativa u ovoj oblasti. Jedan takav manje poznat i još uvijek u ranoj fazi je . Radit će se o tome kako zasjeniti svjetlost zvijezde nečim poput kišobrana, tako da možete promatrati planete na njenoj periferiji. Analizom talasnih dužina biće moguće odrediti komponente njihove atmosfere. NASA će procijeniti projekat ove ili sljedeće godine i odlučiti da li se misija isplati. Ako počne, onda 2022.

Civilizacije na periferiji galaksija?

Pronalaženje tragova života znači skromnije težnje od traganja za čitavim vanzemaljskim civilizacijama. Mnogi istraživači, uključujući Stephena Hawkinga, ne savjetuju ovo drugo - zbog potencijalnih prijetnji čovječanstvu. U ozbiljnim krugovima obično se ne spominju bilo kakve vanzemaljske civilizacije, svemirska braća ili inteligentna bića. Međutim, ako želimo da tražimo napredne vanzemaljce, neki istraživači imaju i ideje kako povećati šanse da ih pronađemo.

Na primjer. Astrofizičarka Rosana Di Stefano sa Univerziteta Harvard kaže da napredne civilizacije žive u gusto zbijenim loptastim jatom na periferiji Mlečnog puta. Istraživač je svoju teoriju iznio na godišnjem sastanku Američkog astronomskog društva u Kissimmeeju na Floridi, početkom 2016. Ovu prilično kontroverznu hipotezu Di Stefano opravdava činjenicom da na rubu naše galaksije postoji oko 150 starih i stabilnih sfernih klastera koji pružaju dobro tlo za razvoj bilo koje civilizacije. Blisko raspoređene zvijezde mogu značiti mnoge blisko raspoređene planetarne sisteme. 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.