Ieško, klauso ir uosti

„Per dešimtmetį rasime įtikinamų įrodymų apie gyvybę už Žemės ribų“, – 2015 m. balandį NASA konferencijoje „Habitable Worlds in Space“ sakė agentūros mokslo direktorė Ellen Stofan. Ji pridūrė, kad nepaneigiami ir apibrėžiantys faktai apie nežemiškos gyvybės egzistavimą bus surinkti per 20-30 metų.

„Mes žinome, kur ieškoti ir kaip ieškoti“, – sakė Stofanas. „O kadangi einame teisingu keliu, nėra pagrindo abejoti, kad rasime tai, ko ieškome“. Ką tiksliai turėjo omenyje dangaus kūnas, agentūros atstovai nenurodė. Jų teiginiai rodo, kad tai gali būti, pavyzdžiui, Marsas, kitas Saulės sistemos objektas ar kokia nors egzoplaneta, nors pastaruoju atveju sunku manyti, kad įtikinamų įrodymų bus gauta vos per vieną kartą. Būtinai Pastarųjų metų ir mėnesių atradimai rodo vieną dalyką: vandens – ir skystos būsenos, kuri laikoma būtina gyvų organizmų formavimosi ir palaikymo sąlyga – Saulės sistemoje gausu.

„Iki 2040 m. būsime atradę nežemišką gyvybę“, – savo daugelyje žiniasklaidos pranešimų kartojo NASA atstovas Sethas Szostakas iš SETI instituto. Tačiau mes nekalbame apie kontaktą su svetima civilizacija – pastaraisiais metais mus žavi nauji, būtent būtinų gyvybės egzistavimo sąlygų atradimai, tokie kaip skysti vandens ištekliai Saulės sistemos kūnuose, rezervuarų pėdsakai. ir upeliais. Marse arba į Žemę panašių planetų buvimą žvaigždžių gyvybės zonose. Taigi girdime apie gyvybei palankias sąlygas ir apie pėdsakus, dažniausiai cheminius. Skirtumas tarp dabarties ir to, kas įvyko prieš kelis dešimtmečius, yra tas, kad dabar pėdsakai, ženklai ir gyvybės sąlygos nėra išskirtinės beveik niekur, net Veneroje ar tolimųjų Saturno palydovų dugne.

Įrankių ir metodų, naudojamų tokiems specifiniams įkalčiams atrasti, skaičius auga. Tobuliname stebėjimo, klausymosi ir aptikimo įvairiuose bangos ilgiuose metodus. Pastaruoju metu daug kalbama apie cheminių pėdsakų, gyvybės ženklų paiešką net aplink labai tolimas žvaigždes. Tai mūsų „uostymas“.

Puikus kiniškas baldakimas

Mūsų instrumentai yra didesni ir jautresni. 2016 metų rugsėjį milžinas buvo pradėtas eksploatuoti. Kinijos radijo teleskopas FASTkurio užduotis bus ieškoti gyvybės ženklų kitose planetose. Į jo darbą viso pasaulio mokslininkai deda dideles viltis. „Jis galės stebėti greičiau ir toliau nei bet kada anksčiau nežemiškų tyrinėjimų istorijoje“, – sakė pirmininkas Douglasas Vakochas. METI International, organizacija, skirta ateivių žvalgybos formų paieškai. FAST matymo laukas bus dvigubai didesnis nei Arecibo teleskopas Puerto Rike, kuris buvo priešakyje pastaruosius 53 metus.

FAST baldakimas (sferinis teleskopas su penkių šimtų metrų diafragma) yra 500 m skersmens, jį sudaro 4450 trikampių aliuminio plokščių. Jis užima trisdešimties futbolo aikščių plotą. Kad galėtų dirbti, jam reikia visiškos tylos 5 km spinduliu, todėl buvo perkelta beveik 10 žmonių iš apylinkių. žmonių. Radijo teleskopas yra natūraliame baseine tarp nuostabių žalių karstinių darinių pietinėje Guidžou provincijoje.

Tačiau, kad FAST galėtų tinkamai stebėti nežemišką gyvybę, pirmiausia ji turi būti tinkamai sukalibruota. Todėl pirmieji dveji jo darbo metai daugiausia bus skirti preliminariams tyrimams ir reglamentavimui.

Milijonierius ir fizikas

Vienas žinomiausių pastarojo meto projektų, ieškančių protingos gyvybės kosmose – britų ir amerikiečių mokslininkų projektas, remiamas rusų milijardieriaus Jurijaus Milnerio. Verslininkas ir fizikas tyrimams, kurie, kaip tikimasi, truks mažiausiai dešimt metų, išleido 100 mln. „Per vieną dieną surinksime tiek duomenų, kiek kitos panašios programos surinko per metus“, – sako Milneris. Projekte dalyvaujantis fizikas Stephenas Hawkingas sako, kad paieška prasminga dabar, kai buvo atrasta tiek daug ekstrasaulinių planetų. „Erdvėje yra tiek daug pasaulių ir organinių molekulių, kad atrodo, kad ten gali egzistuoti gyvybė“, – komentavo jis. Projektas bus vadinamas didžiausiu iki šiol moksliniu tyrimu, ieškant protingos gyvybės ženklų už Žemės ribų. Kalifornijos Berklio universiteto mokslininkų komandai vadovaujant, jis turės plačią prieigą prie dviejų galingiausių teleskopų pasaulyje: žalias bankas Vakarų Virdžinijoje ir Teleskopų parkai Naujajame Pietų Velse, Australijoje.

Pažangią civilizaciją galime atpažinti iš tolo:

• dujų, ypač oro teršalų, chlorfluorangliavandenilių, anglies dioksido, metano, amoniako buvimas;
• šviesos ir šviesos atspindžiai nuo civilizacijos pastatytų objektų;
• Šilumos išsklaidymas;
• intensyvus radiacijos išsiskyrimas;
• paslaptingi objektai – pavyzdžiui, didelės stotys ir judantys laivai;
• struktūrų, kurių susidarymo negalima paaiškinti remiantis natūraliomis priežastimis, egzistavimas.

Milneris pristatė kitą iniciatyvą. Jis pažadėjo sumokėti 1 mln. apdovanojimai tiems, kurie sukuria specialią skaitmeninę žinią, kuri geriausiai reprezentuoja žmoniją ir Žemę, siųsti į kosmosą. Ir tuo Milnerio-Hawkingo dueto idėjos nesibaigia. Neseniai žiniasklaida pranešė apie projektą, kurio metu lazeriu valdomas nanozondas siunčiamas į žvaigždžių sistemą, kuri pasiekia... penktadalį šviesos greičio!

kosmoso chemija

Niekas nėra labiau paguodžiantis tiems, kurie ieško gyvybės kosmose, kaip gerai žinomų „pažįstamų“ cheminių medžiagų atradimas išorinėse erdvėse. Netgi vandens garų debesys „Kabo“ kosmose. Prieš keletą metų toks debesis buvo aptiktas aplink kvazarą PG 0052+251. Remiantis šiuolaikinėmis žiniomis, tai didžiausias žinomas vandens rezervuaras kosmose. Tikslūs skaičiavimai rodo, kad jei visi šie vandens garai kondensuotųsi, vandens būtų 140 trilijonų kartų daugiau nei vandens visuose Žemės vandenynuose. Tarp žvaigždžių esančio „vandens rezervuaro“ masė yra 100 XNUMX. kartų didesnė už saulės masę. Tai, kad kažkur yra vandens, nereiškia, kad ten yra gyvybė. Kad jis klestėtų, turi būti įvykdytos įvairios sąlygos.

Pastaruoju metu gana dažnai girdime apie astronominius organinių medžiagų „radinius“ atokiuose kosmoso kampeliuose. Pavyzdžiui, 2012 m. mokslininkai atrado maždaug XNUMX šviesmečių atstumu nuo mūsų hidroksilaminaskuri sudaryta iš azoto, deguonies ir vandenilio atomų ir, kartu su kitomis molekulėmis, teoriškai gali suformuoti gyvybės struktūras kitose planetose.

Organiniai junginiai protoplanetiniame diske, skriejančiame aplink žvaigždę MWC 480.

Metilcianidas (CH₃CN) я cianoacetilenas (HC₃N), kurie buvo protoplanetiniame diske, skriejančiame aplink žvaigždę MWC 480, kurį 2015 m. atrado Amerikos Harvardo-Smithsono astrofizikos centro (CfA) tyrėjai, yra dar vienas požymis, kad kosmose gali būti chemijos ir biochemijos galimybių. Kodėl šie santykiai yra toks svarbus atradimas? Jie buvo mūsų Saulės sistemoje tuo metu, kai Žemėje kūrėsi gyvybė, ir be jų mūsų pasaulis tikriausiai neatrodytų taip, kaip šiandien. Pati žvaigždė MWC 480 yra dvigubai sunkesnė už mūsų žvaigždę ir yra nutolusi nuo Saulės apie 455 šviesmečius, o tai šiek tiek palyginus su kosmose aptinkamais atstumais.

Neseniai, 2016 m. birželio mėn., mokslininkai iš komandos, kurioje, be kita ko, yra Brettas McGuire'as iš NRAO observatorijos ir profesorius Brandonas Carrollas iš Kalifornijos technologijos instituto, pastebėjo sudėtingų organinių molekulių pėdsakus, priklausančius vadinamajai. chiralinės molekulės. Chirališkumas pasireiškia tuo, kad originali molekulė ir jos veidrodinis vaizdas nėra tapatūs ir, kaip ir visi kiti chiraliniai objektai, negali būti sujungti transliacijos ir sukimosi erdvėje būdu. Chirališkumas būdingas daugeliui natūralių junginių – cukrų, baltymų ir kt.. Kol kas jų nematėme, išskyrus Žemę.

Šie atradimai nereiškia, kad gyvybė atsiranda erdvėje. Tačiau jie teigia, kad ten gali susidaryti bent dalis dalelių, reikalingų jo gimimui, o paskui kartu su meteoritais ir kitais objektais nukeliauti į planetas.

gyvenimo spalvos

Nusipelnė Keplerio kosminis teleskopas prisidėjo prie daugiau nei šimto antžeminių planetų atradimo ir turi tūkstančius egzoplanetų kandidatų. Nuo 2017 m. NASA planuoja naudoti kitą kosminį teleskopą – Keplerio įpėdinį. Tranzitinis egzoplanetų tyrinėjimo palydovas, TESS. Jo užduotis bus ieškoti tranzitinių (ty per pirmines žvaigždes) esančių ekstrasaulinių planetų. Išsiųsdami jį į aukštą elipsės formos orbitą aplink Žemę, galite nuskaityti visą dangų ir ieškoti planetų, skriejančių aplink ryškias žvaigždes netoli mūsų. Tikėtina, kad misija truks dvejus metus, per kuriuos bus ištirta apie pusę milijono žvaigždžių. Dėl to mokslininkai tikisi atrasti kelis šimtus planetų, panašių į Žemę. Kiti nauji įrankiai, pvz. James Webb kosminis teleskopas (James Webb kosminis teleskopas) turėtų sekti ir gilintis į jau padarytus atradimus, tirti atmosferą ir ieškoti cheminių užuominų, kurios vėliau galėtų lemti gyvybės atradimą.

Projektas Transiting Exoplanet Survey Satellite – vizualizacija

Tačiau kiek apytiksliai žinome, kokie yra vadinamieji gyvybės biosignatūrai (pavyzdžiui, deguonies ir metano buvimas atmosferoje), nežinoma, kuris iš šių cheminių signalų iš dešimčių ar šimtų šviesos atstumo. metų pagaliau išsprendžia šį klausimą. Mokslininkai sutinka, kad deguonies ir metano buvimas vienu metu yra stipri būtina gyvybės sąlyga, nes nėra žinomų negyvųjų procesų, kurie vienu metu gamintų abi dujas. Tačiau, kaip paaiškėjo, tokius parašus gali sunaikinti egzopalydovai, galbūt skriejantys aplink egzoplanetas (kaip ir aplink daugumą Saulės sistemos planetų). Nes jei Mėnulio atmosferoje yra metano, o planetose – deguonies, tai mūsų instrumentai (dabartiniame jų vystymosi etape) gali juos sujungti į vieną deguonies-metano ženklą nepastebėdami egzomėnulio.

Gal reikėtų ieškoti ne cheminių pėdsakų, o spalvos? Daugelis astrobiologų mano, kad halobakterijos buvo tarp pirmųjų mūsų planetos gyventojų. Šie mikrobai sugėrė žaliąjį spinduliuotės spektrą ir pavertė jį energija. Kita vertus, jie atspindėjo violetinę spinduliuotę, dėl kurios mūsų planeta, žiūrint iš kosmoso, buvo kaip tik tokios spalvos.

Žaliajai šviesai sugerti naudojamos halobakterijos tinklainės, t.y. vizualiai violetinė, kurią galima rasti stuburinių gyvūnų akyse. Tačiau laikui bėgant mūsų planetoje pradėjo dominuoti išnaudojančios bakterijos. chlorofilaskuris sugeria violetinę šviesą ir atspindi žalią šviesą. Štai kodėl žemė atrodo taip, kaip atrodo. Astrologai spėja, kad kitose planetų sistemose halobakterijos gali ir toliau augti, todėl spėja ieškoti gyvybės purpurinėse planetose.

Tokios spalvos objektus greičiausiai pamatys jau minėtas Jameso Webb teleskopas, kurį planuojama paleisti 2018 m. Tačiau tokius objektus galima stebėti, jei jie nėra per toli nuo Saulės sistemos, o centrinė planetų sistemos žvaigždė yra pakankamai maža, kad netrukdytų kitiems signalams.

Kiti pirminiai organizmai į Žemę panašioje egzoplanetoje, greičiausiai, augalai ir dumbliai. Kadangi tai reiškia būdingą paviršiaus – tiek žemės, tiek vandens – spalvą, reikėtų ieškoti tam tikrų spalvų, signalizuojančių apie gyvybę. Naujos kartos teleskopai turėtų aptikti egzoplanetų atspindėtą šviesą, kuri atskleis jų spalvas. Pavyzdžiui, stebint Žemę iš kosmoso, galite pamatyti didelę radiacijos dozę. šalia infraraudonųjų spinduliųkuris gaunamas iš augalijoje esančio chlorofilo. Tokie signalai, gauti šalia egzoplanetų apsuptos žvaigždės, rodytų, kad „ten“ taip pat gali kažkas augti. Žalioji tai siūlytų dar stipriau. Primityviomis kerpėmis apaugusi planeta būtų šešėlyje tulžis.

Mokslininkai nustato egzoplanetų atmosferų sudėtį pagal minėtą tranzitą. Šis metodas leidžia ištirti planetos atmosferos cheminę sudėtį. Šviesa, einanti per viršutinius atmosferos sluoksnius, keičia savo spektrą – šio reiškinio analizė suteikia informacijos apie ten esančius elementus.

Londono universiteto koledžo ir Naujojo Pietų Velso universiteto mokslininkai 2014 m. žurnale Proceedings of the National Academy of Sciences paskelbė naujo, tikslesnio metodo, skirto analizuoti metanas, paprasčiausios organinės dujos, kurių buvimas paprastai pripažįstamas potencialios gyvybės ženklu. Deja, šiuolaikiniai modeliai, apibūdinantys metano elgesį, toli gražu nėra tobuli, todėl metano kiekis tolimų planetų atmosferoje dažniausiai yra neįvertinamas. Naudojant pažangiausius DiRAC () projekto ir Kembridžo universiteto superkompiuterius, buvo sumodeliuota apie 10 milijardų spektro linijų, kurios gali būti siejamos su metano molekulių spinduliuotės absorbcija iki 1220 °C temperatūroje. . Naujų linijų sąrašas, apie 2 kartus ilgesnis nei ankstesnės, leis geriau ištirti metano kiekį labai plačiame temperatūrų diapazone.

Metanas signalizuoja apie gyvybės galimybę, o kitos daug brangesnės dujos deguonies - pasirodo, kad gyvybės egzistavimo garantijos nėra. Šios dujos Žemėje daugiausia gaunamos iš fotosintetinių augalų ir dumblių. Deguonis yra vienas pagrindinių gyvybės ženklų. Tačiau, anot mokslininkų, gali būti klaidinga deguonies buvimą aiškinti kaip tolygią gyvų organizmų buvimui.

Naujausi tyrimai nustatė du atvejus, kai deguonies aptikimas tolimos planetos atmosferoje gali klaidingai parodyti gyvybės buvimą. Abiejuose deguonis buvo gaminamas dėl ne abiotiniai produktai. Pagal vieną iš mūsų analizuotų scenarijų ultravioletinė šviesa iš mažesnės už Saulę žvaigždės gali pažeisti anglies dioksidą egzoplanetos atmosferoje, išskirdama iš jos deguonies molekules. Kompiuteriniai modeliai parodė, kad CO skilimas₂ duoda ne tik₂, bet ir didelis kiekis anglies monoksido (CO). Jei šios dujos yra stipriai aptinkamos be deguonies egzoplanetos atmosferoje, tai gali reikšti klaidingą pavojaus signalą. Kitas scenarijus susijęs su mažos masės žvaigždėmis. Jų skleidžiama šviesa prisideda prie trumpalaikių O molekulių susidarymo.₄. Jų atradimas šalia O₂ tai taip pat turėtų sukelti pavojaus signalą astronomams.

Ieško metano ir kitų pėdsakų

Pagrindinis tranzito būdas mažai ką pasako apie pačią planetą. Jis gali būti naudojamas norint nustatyti jo dydį ir atstumą nuo žvaigždės. Radialinio greičio matavimo metodas gali padėti nustatyti jo masę. Dviejų metodų derinys leidžia apskaičiuoti tankį. Bet ar įmanoma atidžiau ištirti egzoplanetą? Pasirodo, kad taip. NASA jau žino, kaip geriau matyti tokias planetas kaip Kepler-7 b, kurioms atmosferos debesims nustatyti buvo naudojami Keplerio ir Spitzerio teleskopai. Paaiškėjo, kad ši planeta yra per karšta mums žinomoms gyvybės formoms, o temperatūra svyruoja nuo 816 iki 982 °C. Tačiau pats tokio išsamaus aprašymo faktas yra didelis žingsnis į priekį, turint omenyje, kad mes kalbame apie pasaulį, esantį nuo mūsų šimto šviesmečių atstumu.

Taip pat pravers adaptyvioji optika, kuri astronomijoje naudojama atmosferos virpesių sukeliamiems trikdžiams pašalinti. Jo paskirtis – valdyti teleskopą kompiuteriu, kad būtų išvengta vietinės veidrodžio deformacijos (kelių mikrometrų eilės), kuri ištaiso gaunamo vaizdo klaidas. taip, tai veikia Gemini planetų skaitytuvas (GPI), esantis Čilėje. Pirmą kartą įrankis buvo pristatytas 2013 m. lapkritį. GPI naudoja infraraudonųjų spindulių detektorius, kurie yra pakankamai galingi, kad aptiktų tamsių ir tolimų objektų, pavyzdžiui, egzoplanetų, šviesos spektrą. Dėl to bus galima daugiau sužinoti apie jų sudėtį. Planeta buvo pasirinkta kaip vienas pirmųjų stebėjimo taikinių. Šiuo atveju GPI veikia kaip saulės koronografas, tai reiškia, kad jis pritemdo tolimos žvaigždės diską, kad parodytų netoliese esančios planetos ryškumą.

„Gyvybės ženklų“ stebėjimo raktas yra aplink planetą skriejančios žvaigždės šviesa. Egzoplanetos, eidamos per atmosferą, palieka specifinį pėdsaką, kurį nuo Žemės galima išmatuoti spektroskopiniais metodais, t.y. fizinio objekto skleidžiamos, sugertos ar išsklaidytos spinduliuotės analizė. Panašus metodas gali būti taikomas tiriant egzoplanetų paviršius. Tačiau yra viena sąlyga. Paviršiai turi pakankamai sugerti arba išsklaidyti šviesą. Garuojančios planetos, ty planetos, kurių išoriniai sluoksniai plūduriuoja dideliame dulkių debesyje, yra geros kandidatės.

Kaip paaiškėjo, jau galime atpažinti tokius elementus kaip planetos debesuotumas. Tankaus debesų dangos egzistavimas aplink egzoplanetas GJ 436b ir GJ 1214b buvo nustatytas remiantis spektroskopine pirminių žvaigždžių šviesos analize. Abi planetos priklauso vadinamųjų superžemių kategorijai. GJ 436b yra už 36 šviesmečių nuo Žemės Liūto žvaigždyne. GJ 1214b yra Ophiuchus žvaigždyne, už 40 šviesmečių.

Europos kosmoso agentūra (ESA) šiuo metu kuria palydovą, kurio užduotis bus tiksliai apibūdinti ir ištirti jau žinomų egzoplanetų struktūrą.CHEOPS). Šios misijos pradžia numatyta 2017 m. NASA savo ruožtu tais pačiais metais nori pasiųsti į kosmosą jau minėtą TESS palydovą. 2014 m. vasarį Europos kosmoso agentūra patvirtino misiją PLATONAS, susijęs su teleskopo, skirto į Žemę panašių planetų paieškai, siuntimu į kosmosą. Pagal dabartinį planą, 2024 metais jis turėtų pradėti ieškoti vandens turinčių uolėtų objektų. Šie stebėjimai taip pat turėtų padėti ieškant egzomėnulio, panašiai kaip buvo naudojami Keplerio duomenys.

Europos EKA programą sukūrė prieš keletą metų. Darvinas. NASA turėjo panašų „planetinį vikšrinį“. TPF (). Abiejų projektų tikslas buvo ištirti Žemės dydžio planetas, ar atmosferoje yra dujų, kurios signalizuoja apie palankias sąlygas gyvybei. Abiejuose buvo drąsių idėjų apie kosminių teleskopų tinklą, bendradarbiaujantį ieškant į Žemę panašių egzoplanetų. Prieš dešimt metų technologijos dar nebuvo pakankamai išvystytos, programos buvo uždarytos, tačiau ne viskas buvo veltui. Praturtėję NASA ir ESA patirtimi, jie šiuo metu kartu dirba prie aukščiau minėto Webb kosminio teleskopo. Dėl didelio 6,5 metro veidrodžio bus galima tyrinėti didelių planetų atmosferas. Tai leis astronomams aptikti cheminius deguonies ir metano pėdsakus. Tai bus konkreti informacija apie egzoplanetų atmosferas – kitas žingsnis tobulinant žinias apie šiuos tolimus pasaulius.

Įvairios komandos dirba NASA, kad sukurtų naujas tyrimų alternatyvas šioje srityje. Vienas iš šių mažiau žinomų ir vis dar tik pradiniame etape yra . Bus kalbama apie tai, kaip užtemdyti žvaigždės šviesą panašiu į skėtį, kad galėtumėte stebėti planetas jos pakraščiuose. Išanalizavus bangų ilgius, bus galima nustatyti jų atmosferų komponentus. NASA įvertins projektą šiais ar kitais metais ir nuspręs, ar misija to verta. Jei prasidės, tai 2022 m.

Civilizacijos galaktikų periferijoje?

Ieškoti gyvybės pėdsakų reiškia kuklesnius siekius nei ištisų nežemiškų civilizacijų paieška. Daugelis tyrinėtojų, įskaitant Stepheną Hawkingą, pastarojo nepataria – dėl galimų grėsmių žmonijai. Rimtuose sluoksniuose dažniausiai nekalbama apie jokias svetimas civilizacijas, kosmoso brolius ar protingas būtybes. Tačiau jei norime ieškoti pažengusių ateivių, kai kurie tyrinėtojai turi ir idėjų, kaip padidinti tikimybę juos rasti.

Pavyzdys. Astrofizikė Rosanna Di Stefano iš Harvardo universiteto teigia, kad išsivysčiusios civilizacijos gyvena tankiai susitelkusiose rutulinėse grupėse Paukščių Tako pakraščiuose. Savo teoriją mokslininkė pristatė kasmetiniame Amerikos astronomijos draugijos susirinkime Kissimyje, Floridoje, 2016 metų pradžioje. Di Stefano šią gana prieštaringą hipotezę pateisina tuo, kad mūsų galaktikos pakraštyje yra apie 150 senų ir stabilių sferinių spiečių, kurie sudaro gerą dirvą bet kurios civilizacijos vystymuisi. Glaudžiai išsidėsčiusios žvaigždės gali reikšti daug glaudžiai išsidėsčiusių planetų sistemų. Tiek daug žvaigždžių, susitelkusių į kamuoliukus, yra gera dirva sėkmingiems šuoliams iš vienos vietos į kitą išlaikant pažangią visuomenę. Di Stefano sakė, kad žvaigždžių artumas spiečių gali būti naudingas gyvybei palaikyti.