A földön kívüli élet kutatása kétségkívül korunk egyik legmélyebb tudományos törekvése. Ha földön kívüli biológiai életet találunk egy másik világ közelében egy másik csillag közelében, akkor végül megtanuljuk, hogy a Naprendszerünkön kívüli élet lehetséges. Rendkívül nehéz a földön kívüli biológia nyomait megtalálni a távoli világokban. A csillagászok azonban új technikákat fejlesztenek ki, amelyeket a következő generációs nagyteljesítményű távcsövek használnak az anyag pontos mérésére az exoplanet légkörében. A remény természetesen bizonyítékot talál a földönkívüli életre.
Az exoplanetek keresése az utóbbi időben sok figyelmet kapott, részben hét apró csillag körüli keringő idegen világ felfedezésének köszönhetően, a vörös törpe, a TRAPPIST-1. Ezek közül az exoplanetek közül három kering a csillag potenciálisan lakható zónájában. Vagyis egy csillag közelében található olyan területen, ahol nem lesz túl forró és nem túl hideg ahhoz, hogy a víz folyékony legyen.
A Földön bárhol, ahol folyékony víz található, élet él, tehát ha a TRAPPIST-1 legalább egy potenciálisan lakott világában van víz, akkor lehet élet rajta.
A TRAPPIST-1 életpotenciálja azonban továbbra is tiszta spekuláció. Annak ellenére, hogy ez a csodálatos csillagrendszer galaxisunk hátsó udvarában található, fogalmunk sincs, vajon víz létezik-e ezen világok bármelyikének légkörében. Még azt sem tudjuk, van-e légkörük. Csak annyit tudunk, hogy mennyi ideig léteznek az exoplanetumok pályán és milyen fizikai méreteik vannak.
"A biológiai aláírások első felfedezése más világokban az életünk egyik legjelentősebb tudományos felfedezése lehet" - mondja Garrett Rouen, a Kaliforniai Technológiai Intézet csillagásza. "Ez nagy lépés lesz az emberiség egyik legnagyobb kérdésének megválaszolásához: egyedül vagyunk?"
Rouen a Caltech Exoplanetary Technology Laboratory-ban, az ET Lab-ban dolgozik, amely új stratégiákat dolgoz ki exoplanetáris bioszignációk, például oxigén- és metánmolekulák megtalálására. Az ilyen molekulák jellemzően aktívan reagálnak más vegyi anyagokkal, gyorsan szétesnek a bolygó atmoszférájában. Ezért ha a csillagászok spektroszkópikus metán "ujjlenyomatot" találnak az exoplanet légkörében, ez azt jelentheti, hogy az idegen biológiai folyamatok felelősek annak előállításáért.
Sajnos nem csak el tudjuk venni a világ legerősebb távcsövét, és a TRAPPIS-1-re mutatva mutatni, hogy ezen bolygók légköre tartalmaz-e metánt.
Promóciós videó:
"A molekulák kimutatására az exoplanet légkörében a csillagászoknak képesnek kell lenniük a bolygó fényének elemzésére anélkül, hogy teljesen elvakítanák a közeli csillag fényét" - mondja Rouen.
Szerencsére a vörös törpe csillagok (vagy M-törpék), mint például a TRAPPIST-1, hűvös és halvány, így a probléma kevésbé súlyos. És mivel ezek a csillagok a leggyakoribb csillagok a galaxisunkban, a tudósok nagy figyelmet szentelnek a vörös törpéknek felfedezéseik során.
A csillagászok egy koronagráf néven ismert műszert használnak a visszavert csillagfény izolálására az exoplanetból. Amint a koronagráf felvette az exoplanet tompított fényét, alacsony felbontású spektrométer elemzi a világ kémiai ujjlenyomatait. Sajnos ez a technológia arra korlátozódik, hogy csak a csillagoktól keringő legnagyobb exoplanetokat tanulmányozzák.
Az ET Lab új módszerei koronagráfot, optikai szálakat és nagy felbontású spektrométert használnak, amelyek együtt működnek a csillag ragyogásának kiemelésével és a pályáján lévő világ részletes kémiai lenyomatának felvételével. Ezt a technikát nagy diszperziós koronográfiának (HDC) nevezzük, és képes forradalmasítani az exoplanetáris légkörök sokféleségének megértését. A témáról szóló munkát közzétették az Astronomy Journal-ban.
"A HDC annyira hatalmas, hogy képes felfedni a bolygó spektrális jelét még akkor is, ha egy csillag fényes fényébe temelik el" - mondja Rouen. "Ez lehetővé teszi a molekulák detektálását a bolygók légkörében, amelyeket rendkívül nehéz látni."
"A trükk az, hogy a fényt több jelre osztják, és létrehozzák azt, amit az csillagászok nagy felbontású spektrumnak neveznek, amely segít megkülönböztetni a bolygó aláírását a csillagfény többi részétől."
Most csak egy erős távcsőre van szüksége a rendszer csatlakoztatásához.
A 2020-as évek végén a harminc méteres távcső a világ legnagyobb földi optikai távcsőjévé válik, és ha HDC-vel együtt használják, a csillagászok képesek lesznek felfedezni a vörös törpék körül keringő potenciálisan életképes világok légkörét.
"Rendkívül izgalmas az oxigén és a metán megtalálása az olyan M-törpék körüli keringő szárazföldi bolygók légkörében, mint a Proxima Centauri b, a 30 méteres távcső segítségével" - mondja Rouen. "Még sok mindent meg kell tanulnunk ezen bolygók lehetséges életképességéről, de valószínű, hogy ezek a bolygók hasonlóak a Földhez."
Becslések szerint 58 milliárd vörös törpe van a galaxisunkban, és a legtöbbjükről ismert, hogy bolygók vannak, tehát amikor a Harminc méteres Teleszkóp elindul, a csillagászok sok mindent megtalálnak, ami korábban nem volt elérhető.
2016-ban a csillagászok felfedezték a Földhez legközelebbi M törpét, a Proxima Centauri körüli keringő Föld méretű exoplanetot. A Proxima b a csillag potenciálisan lakható zónáján is kering, tehát ez az idegen élet keresésének elsődleges célja. Csak négy fényévnyire van a Proxima b szó szerint azzal a lehetőséggel, hogy a jövőben bármikor meglátogathassuk.
ILYA KHEL