Maan ulkopuolisen elämän etsiminen on epäilemättä yksi aikamme syvimmistä tieteellisistä pyrkimyksistä. Jos maan ulkopuolista biologista elämää löytyy lähellä toista maailmaa toisen tähden lähellä, opimme vihdoin, että elämä aurinkokunnan ulkopuolella on mahdollista. Jäljen löytäminen maapallon ulkopuolisesta biologiasta etämaailmoissa on erittäin vaikeaa. Mutta tähtitieteilijät kehittävät uusia tekniikoita, joita seuraavan sukupolven voimakkaat kaukoputket käyttävät mittaamaan aineen tarkasti eksoplaneetalla. Toivottavasti tiedetään löytävän todisteita maan ulkopuolisesta elämästä.
Eksoplaneettien etsiminen on saanut viime aikoina paljon huomiota, kiitos osittain seitsemän pienen ulkomaalaismaailman löytämisestä, jotka kiertävät pientä tähteä, punaista kääpiötä TRAPPIST-1. Kolme näistä eksoplaneetoista kiertää tähden mahdollisesti asuttavalla alueella. Toisin sanoen alueella, joka on lähellä mitä tahansa tähtiä, jolla se ei ole liian kuuma eikä liian kylmä, jotta vesi voi esiintyä nestemäisessä muodossa.
Kaikkialla maapallolla, missä on nestemäistä vettä, on elämää, joten jos ainakin yhdellä TRAPPIST-1: n mahdollisesti asuttamasta maailmasta on vettä, siinä voi olla elämää.
Mutta TRAPPIST-1: n elämäpotentiaali on edelleen pelkkää spekulointia. Huolimatta siitä, että tämä hämmästyttävä tähtijärjestelmä sijaitsee galaksiamme takapihalla, meillä ei ole aavistustakaan, onko vettä jonkin näiden maailmojen ilmakehässä. Emme edes tiedä, onko heillä ilmapiiri. Tiedämme vain kuinka kauan eksoplaneetat ovat olleet kiertoradalla ja mitkä ovat niiden fyysiset mitat.
"Ensimmäinen biosignaattien löytö muista maailmoista voi olla yksi elämämme merkittävimmistä tieteellisistä löytöistä", sanoo Kalifornian teknillisen instituutin tähtitieteilijä Garrett Rouen. "Tämä on merkittävä askel kohti vastausta yhteen ihmiskunnan suurimmista kysymyksistä: olemmeko yksin?"
Rouen työskentelee Caltechin eksoplanetaarisen tekniikan laboratoriossa, ET Lab, joka kehittää uusia strategioita eksoplanetaaristen biosignaattien, kuten happi- ja metaanimolekyylien, löytämiseksi. Tällaiset molekyylit reagoivat tyypillisesti aktiivisesti muiden kemikaalien kanssa, hajoaen nopeasti planeetta-ilmakehässä. Siksi, jos tähtitieteilijät löytävät metaanin spektroskooppisen "sormenjäljen" eksoplaneetan ilmakehässä, tämä voi tarkoittaa, että vieraat biologiset prosessit ovat vastuussa sen tuotannosta.
Valitettavasti emme voi vain ottaa maailman tehokkainta kaukoputkea ja osoittaa sitä TRAPPIS-1: een nähdäksemme, sisältääkö näiden planeettojen ilmapiiri metaania.
Mainosvideo:
"Molekyylien havaitsemiseksi eksoplanetaattisen ilmakehän ympäristössä astronomien on kyettävä analysoimaan planeetan valoa ilman, että lähellä olevan tähden valo hämärtää niitä kokonaan", Rouen sanoo.
Onneksi TRAPPIST-1: n kaltaiset punaiset kääpiötähdet (tai M-kääpiöt) ovat viileitä ja heikkoja, joten ongelma on lievempi. Ja koska nämä tähdet ovat yleisimpiä tähtityyppejä galaksissamme, tutkijat kiinnittävät erittäin paljon huomiota punaisiin kääpiöihin etsiessään löytöjä.
Tähtitieteilijät käyttävät koronagrafina tunnettua instrumenttia eristääkseen heijastuneen tähtivalon eksoplaneetalta. Heti kun koronagrafiiri havaitsee eksoplaneetan hämärän valon, matalan resoluution spektrometri analysoi kyseisen maailman kemialliset sormenjäljet. Valitettavasti tämä tekniikka on rajoitettu tutkimaan vain suurimpia eksoplaneettoja, jotka kiertävät pois tähdestään.
ET Labin uusissa menetelmissä käytetään koronagrafia, optisia kuituja ja korkearesoluutioista spektrometriä, jotka toimivat yhdessä korostamaan tähden hehkua ja kaappaamaan yksityiskohtaista kemiallista jälkeä mistä tahansa kiertoradallaan olevasta maailmasta. Tämä tekniikka tunnetaan korkean dispersion koronografiana (HDC), ja sillä on potentiaalia mullistaa ymmärryksemme eksoplanetaaristen ilmapiirien monimuotoisuudesta. Aiheesta tehty teos julkaistiin The Astronomy Journal -lehdessä.
"Mikä tekee HDC: stä niin voimakkaan, että se pystyy paljastamaan planeetan spektrin allekirjoituksen, vaikka se olisi haudattu tähden kirkkaaseen valoon", Rouen sanoo. "Tämän avulla molekyylit voidaan havaita planeettojen ilmakehissä, joita on erittäin vaikea havaita."
"Temppu on jakaa valo moniin signaaleihin ja luoda tähtitieteilijät kutsutaan korkearesoluutioiseksi spektriksi, joka auttaa erottamaan planeetan allekirjoituksen muusta tähtivalosta."
Tarvitset nyt vain tehokkaan kaukoputken järjestelmän kytkemiseksi.
Kolmenkymmenen metrin teleskoopista tulee 2020-luvun lopulla maailman suurin maassa sijaitseva optinen kaukoputki, ja kun sitä käytetään yhdessä HDC: n kanssa, tähtitieteilijät voivat tutkia punaisten kääpiöiden kiertävien potentiaalisesti asutettavien maailmojen ilmapiiriä.
"Hapen ja metaanin löytäminen Proxima Centauri b: n kaltaisia M-kääpiöitä kiertävien maanpäällisten planeettojen ilmakehästä kolmenkymmenen metrin kaukoputken avulla on erittäin mielenkiintoista", Rouen sanoo. "Meillä on vielä paljon opittavaa näiden planeettojen potentiaalisesta asumiskelpoisuudesta, mutta saattaa olla mahdollista, että nämä planeetat osoittavat samanlaisia kuin Maa."
On arvioitu, että galaksissamme on 58 miljardia punaista kääpiötä, ja useimmissa niistä tiedetään olevan planeettoja, joten kun kolmenkymmenen metrin kaukoputki asettuu virraan, tähtitieteilijät löytävät paljon, mitä aiemmin ei ollut saavutettu.
Vuonna 2016 tähtitieteilijät löysivät maapallon kokoisen eksoplaneetan, joka kiertää Maata lähinnä olevaa M-kääpiötä, Proxima Centauri. Proxima b kiertää myös tähtensä mahdollisesti asuttavalla alueella, joten siitä tulee ensisijainen kohde vieraan elämän etsinnälle. Vain neljän valovuoden päässä Proxima b teeskentelee kirjaimellisesti meillä mahdollisuutta käydä siellä joskus tulevaisuudessa.
ILYA KHEL