Potraga za izvanzemaljskim životom nesumnjivo je jedno od najdubljih znanstvenih poduhvata našeg vremena. Ako se izvanzemaljski biološki život nađe u drugom svijetu u blizini druge zvijezde, konačno ćemo naučiti da je moguć i život izvan našeg Sunčevog sustava. Pronalaženje tragova izvanzemaljske biologije u dalekim svjetovima izuzetno je teško. Ali astronomi razvijaju nove tehnike koje će sljedeći naraštaj koristiti moćni teleskopi za precizno mjerenje materije u atmosferi egzoplaneta. Nada je, naravno, pronalaženje dokaza o izvanzemaljskom životu.
Potraga za egzoplanetima nedavno je dobila veliku pažnju zahvaljujući dijelom otkriću sedam malih izvanzemaljskih svjetova koji orbitiraju oko malene zvijezde, crvenog patuljka TRAPPIST-1. Tri od tih egzoplaneta orbitiraju u potencijalno naseljenoj zoni zvijezde. To jest, na području u blizini bilo koje zvijezde u kojoj neće biti previše vruće i ne previše hladno da voda postoji u tekućem obliku.
Svugdje na Zemlji, gdje postoji tekuća voda, postoji život, tako da ako barem jedan od potencijalno naseljenih svjetova TRAPPIST-1 posjeduje vodu, na njemu može biti života.
Ali životni potencijal TRAPPIST-1 ostaje čista nagađanja. Unatoč činjenici da se ovaj nevjerojatni sustav zvijezda nalazi u dvorištu naše galaksije, nemamo pojma postoji li voda u atmosferi bilo kojeg od tih svjetova. Ne znamo čak i imaju li atmosferu. Sve što znamo je koliko dugo su egzoplaneti u orbiti i kakve su njihove fizičke dimenzije.
„Prvo otkriće biosignatura na drugim svjetovima možda je jedno od najznačajnijih znanstvenih otkrića našeg života“, kaže Garrett Rouen, astronom s Kalifornijskog tehnološkog instituta. "Ovo će biti veliki korak ka odgovoru na jedno od najvećih pitanja čovječanstva: jesmo li sami?"
Rouen radi u laboratoriju za eksoplanetarnu tehnologiju Caltech, ET Lab, koji razvija nove strategije za pronalaženje egzoplanetarnih biosignatura poput molekula kisika i metana. Obično, molekule poput ovih aktivno reagiraju s drugim kemikalijama, brzo se raspadajući u planetarnoj atmosferi. Stoga, ako astronomi pronađu spektroskopski "otisak prsta" metana u atmosferi egzoplaneta, to može značiti da su vanzemni biološki procesi odgovorni za njegovu proizvodnju.
Nažalost, ne možemo jednostavno uzeti najmoćniji svjetski teleskop i usmjeriti ga na TRAPPIS-1 da vidimo sadrži li atmosfera ovih planeta metan.
Promotivni video:
"Da bi otkrili molekule u atmosferi egzoplaneta, astronomi moraju biti u stanju analizirati svjetlost planeta, a da ih svjetlost obližnje zvijezde ne zaslijepi u potpunosti", kaže Rouen.
Srećom, zvijezde crvenih patuljaka (ili M-patuljci) poput TRAPPIST-1 su cool i blijede, pa će problem biti manje ozbiljan. A budući da su ove zvijezde najčešći tip zvijezda u našoj galaksiji, znanstvenici posvećuju veliku pozornost crvenim patuljcima u potrazi za otkrićima.
Astronomi koriste instrument poznat kao koronagraf da bi izolirali reflektiranu svjetlosnu svjetlost od egzoplaneta. Čim koronagraf pokupi prigušeno svjetlo egzoplaneta, spektrometar niske rezolucije analizira kemijske otiske tog svijeta. Nažalost, ova se tehnologija ograničava na proučavanje samo najvećih egzoplaneta koji orbitiraju oko svoje zvijezde.
Nove tehnike ET Lab-a koriste koronagraf, optička vlakna i spektrometar visoke rezolucije koji zajedno djeluju na isticanju zvijezdenog sjaja i snimanju detaljnog kemijskog otiska bilo kojeg svijeta u njegovoj orbiti. Ova tehnika je poznata kao visoko-disperzijska koronografija (HDC) i ima potencijal revolucije našeg razumijevanja raznolikosti egzoplanetarnih atmosfera. Rad na ovu temu objavljen je u časopisu Astronomy Journal.
"Ono što HDC čini tako moćnim je da može otkriti spektralni potpis planete čak i kada je on zakopan u jakoj svjetlosti neke zvijezde", kaže Rouen. "To omogućava otkrivanje molekula u atmosferi planeta koje je izuzetno teško vizualizirati."
"Trik je podijeliti svjetlost u više signala i stvoriti ono što astronomi nazivaju spektar visoke rezolucije koji pomaže razlikovati potpis planeta od ostatka zvijezde."
Sada vam je potreban moćan teleskop za spajanje sustava.
U kasnim 2020-ima, tridesetmetarski teleskop postat će najveći svjetski zemaljski optički teleskop, a kada ga koriste zajedno s HDC-om, astronomi će moći istražiti atmosferu potencijalno nastanjivih svjetova u orbiti crvenih patuljaka.
"Pronalazak kisika i metana u atmosferi zemaljskih planeta koji orbitiraju oko M-patuljaka poput Proxime Centauri b pomoću 30-metarskog teleskopa bit će izuzetno uzbudljivo", kaže Rouen. "Još uvijek moramo puno naučiti o potencijalnom obitavanju ovih planeta, ali može se dogoditi i da ovi planeti budu slični Zemlji."
Procjenjuje se da u našoj galaksiji ima 58 milijardi crvenih patuljaka, a za većinu njih se zna da imaju planete, pa kad tridesetmetarski teleskop krene u rad, astronomi će moći pronaći mnogo toga što im je ranije bilo nedostupno.
Godine 2016. astronomi su otkrili egzoplanet veličine Zemlje koji je upravljao iz okolice M-patuljka na Zemlji, Proxima Centauri. Proxima b također kruži u potencijalno naseljenoj zoni svoje zvijezde, što ga čini glavnom metom za potragu za vanzemaljskim životom. Na samo četiri svjetlosne godine, Proxima b nas doslovno zadirkuje mogućnošću da ga posjetimo negdje u budućnosti.
ILYA KHEL