Maavälise elu otsingud on kahtlemata meie aja üks sügavamaid teaduslikke püüdlusi. Kui maaväline bioloogiline elu leitakse teise tähe lähedal teise maailma lähedal, saame lõpuks teada, et elu väljaspool meie päikesesüsteemi on võimalik. Maavälise bioloogia jälgede leidmine kaugetes maailmades on äärmiselt keeruline. Kuid astronoomid töötavad välja uusi tehnikaid, mida hakkavad kasutama järgmise põlvkonna võimsad teleskoobid, et täpselt mõõta ainet eksoplaneedi atmosfääris. Muidugi on lootus leida tõendeid maavälise elu kohta.
Eksoplaneetide otsimine on viimasel ajal palju tähelepanu pälvinud, osaliselt tänu seitsme väikese võõrmaailma avastamisele, mis tiirlevad ümber pisikese tähe, punase kääbuse TRAPPIST-1. Kolm neist eksoplaneetidest tiirlevad tähe potentsiaalselt asustatavas tsoonis. See tähendab, et piirkonnas, mis asub ühegi tähe lähedal, kus see ei ole liiga kuum ja mitte liiga külm, et vesi vedelal kujul eksisteeriks.
Igal pool maakeral, kus on vedel vesi, on elu, nii et kui vähemalt ühel TRAPPIST-1 potentsiaalselt asustatud maailmast on vesi, võib sellel olla elu.
Kuid TRAPPIST-1 elupotentsiaal jääb puhtaks spekulatsiooniks. Vaatamata asjaolule, et see hämmastav tähesüsteem asub meie galaktika tagahoovis, pole meil aimugi, kas vee olemasolu on nende maailmade atmosfääris. Me isegi ei tea, kas neil on õhkkond. Me teame ainult seda, kui kaua eksoplaneedid on orbiidil olnud ja millised on nende füüsilised mõõtmed.
"Esimene biosignatuuride avastus teistes maailmades võib olla üks olulisemaid teaduslikke avastusi meie elus," ütleb California tehnikainstituudi astronoom Garrett Rouen. "See on suur samm inimkonna ühele suurimale küsimusele vastamise suunas: kas me oleme üksi?"
Rouen töötab Caltechi eksoplanetaarses tehnoloogialaboris, ET Lab, mis töötab välja uusi strateegiaid eksoplanetaarsete biosignatuuride, näiteks hapniku ja metaani molekulide leidmiseks. Tavaliselt reageerivad sellised molekulid aktiivselt teiste kemikaalidega, lagunedes kiiresti planeedi atmosfääris. Seetõttu, kui astronoomid leiavad eksoplaneedi atmosfääris metaani spektroskoopilise "sõrmejälje", võib see tähendada, et selle tekke eest vastutavad võõraste bioloogiliste protsesside protsessid.
Kahjuks ei saa me lihtsalt võtta maailma võimsaimat teleskoopi ja suunata seda TRAPPIS-1 suunas, et näha, kas nende planeetide atmosfäär sisaldab metaani.
Reklaamvideo:
"Molekulide tuvastamiseks eksoplaneedi atmosfääris peavad astronoomid suutma analüüsida planeedi valgust, ilma et nad lähedalasuva tähe valguse tõttu täielikult pimestuksid," räägib Rouen.
Õnneks on punased kääbustähed (või M-kääbused) nagu TRAPPIST-1 jahedad ja nõrgad, nii et probleem on vähem tõsine. Ja kuna need tähed on meie galaktikas kõige levinum tähtede tüüp, pööravad teadlased avastuste otsimisel väga suurt tähelepanu punastele kääbustele.
Astronoomid kasutavad koronagraafina tuntud instrumenti, et isoleerida tähtvalgus eksoplaneedilt. Niipea kui koronagraaf võtab eksoplaneedi tuhmi valgust, analüüsib madala eraldusvõimega spektromeeter selle maailma keemilisi sõrmejälgi. Kahjuks piirdub see tehnoloogia ainult nende tähtedest eemal orbiidil olevate suurimate eksoplaneetide uurimisega.
ET Labi uutes tehnikates kasutatakse koronagraafi, optilisi kiude ja kõrgresolutsiooniga spektromeetrit, mis töötavad koos tähe sära esile toomiseks ja kõigi orbiidil olevate maailmade üksikasjaliku keemilise jäljendi jäädvustamiseks. Seda tehnikat nimetatakse kõrgdispersioonseks koronograafiaks (HDC) ja sellel on potentsiaal pöördeliselt muuta meie arusaamu eksoplaneetilise atmosfääri mitmekesisusest. Selleteemaline töö ilmus ajakirjas The Astronomy Journal.
"Mis teeb HDC nii võimsaks, et see suudab paljastada planeedi spektraalse allkirja ka siis, kui see on maetud tähe eredasse valgusesse," ütleb Rouen. "See võimaldab molekule detekteerida planeetide atmosfääris, mida on äärmiselt keeruline visualiseerida."
"Trikk on jagada valgus mitmeks signaaliks ja luua see, mida astronoomid kutsuvad suure eraldusvõimega spektriks, mis aitab eristada planeedi signatuuri ülejäänud tähevalgusest."
Kõik, mida nüüd vajate, on süsteemi ühendamiseks võimas teleskoop.
2020. aastate lõpus saab kolmekümnemeetrisest teleskoobist maailma suurim maapealne optiline teleskoop ja kui seda kasutatakse koos HDC-ga, saavad astronoomid uurida punaste kääbuste ümber tiirlevate potentsiaalselt elavate maailmade atmosfääri.
"Hapniku ja metaani leidmine kolmekümnemeetrise teleskoobi abil M-kääbuseid tiirlevate maapealsete planeetide atmosfäärist, näiteks Proxima Centauri b, on äärmiselt põnev," ütleb Rouen. "Meil on veel palju õppida nende planeetide võimaliku asustatavuse kohta, kuid võib juhtuda, et need planeedid osutuvad Maa sarnaseks."
Arvatakse, et meie galaktikas on 58 miljardit punast kääbust ja enamikul neist on teadaolevalt planeete, nii et kui Kolmekümnemeetrine teleskoop tööle hakkab, suudavad astronoomid leida palju sellist, mis oli varem kättesaamatu.
Aastal 2016 avastasid astronoomid Maale lähima M-kääbuse, Proxima Centauri tiirleva Maa suuruse eksoplaneedi. Proxima b tiirleb ka oma tähe potentsiaalselt asustatavas tsoonis, muutes selle peamiseks sihtmärgiks võõra elu otsimisel. Ainult nelja valgusaasta kaugusel asub Proxima b sõna otseses mõttes võimalusega seda tulevikus külastada.
ILYA KHEL
