Keresés, hallgatás és szaglás
Technológia

Keresés, hallgatás és szaglás

"Egy évtizeden belül meggyőző bizonyítékokat fogunk találni a Földön túli életre" - mondta Ellen Stofan, az ügynökség tudományos igazgatója a NASA Habitable Worlds in Space konferenciáján 2015 áprilisában. Hozzátette: 20-30 éven belül megdönthetetlen és meghatározó tényeket gyűjtenek a földönkívüli élet létezéséről.

„Tudjuk, hol és hogyan nézzünk” – mondta Stofan. "És mivel jó úton haladunk, nincs okunk kételkedni abban, hogy megtaláljuk, amit keresünk." Hogy pontosan mit is értett égitest alatt, az ügynökség képviselői nem részletezték. Állításaik arra utalnak, hogy ez lehet például a Mars, egy másik objektum a Naprendszerben, vagy valamiféle exobolygó, bár ez utóbbi esetben nehéz feltételezni, hogy egyetlen generáción belül döntő bizonyítékok születnek. Egyértelműen Az elmúlt évek, hónapok felfedezései egy dolgot mutatnak: víz - és folyékony állapotban, amelyet az élő szervezetek kialakulásának és fennmaradásának szükséges feltételének tartanak - bőven van a Naprendszerben.

"2040-re felfedezzük a földönkívüli életet" - erősítette meg számos sajtónyilatkozatában Seth Szostak, a NASA munkatársa, a SETI Intézet munkatársa. Nem egy idegen civilizációval való érintkezésről beszélünk azonban – az elmúlt években lenyűgöztek bennünket az olyan új felfedezések, amelyek pontosan az élet létezésének előfeltételeire vonatkoznak, mint például a folyékony vízkészletek a Naprendszer testeiben, a tározók nyomai. és patakok. a Marson vagy a Földhöz hasonló bolygók jelenléte a csillagok életzónáiban. Hallunk tehát az életet elősegítő körülményekről, és a nyomokról, leggyakrabban vegyi anyagokról. A jelen és a néhány évtizeddel ezelőtti között az a különbség, hogy ma már szinte sehol sem kivételesek a lábnyomok, az életjelek és az életkörülmények, még a Vénuszon vagy a Szaturnusz távoli holdjainak belsejében sem.

Az ilyen konkrét nyomok felfedezésére használt eszközök és módszerek száma egyre nő. Javítjuk a megfigyelési, hallási és detektálási módszereket különböző hullámhosszokon. Sokat beszélnek mostanában arról, hogy vegyi nyomokat, életjeleket keresnek még nagyon távoli csillagok körül is. Ez a mi "szaglásunk".

Kiváló kínai lombkorona

Műszereink nagyobbak és érzékenyebbek. 2016 szeptemberében üzembe helyezték az óriást. Kínai rádióteleszkóp FASTakinek az lesz a feladata, hogy életjeleket keressen más bolygókon. A tudósok szerte a világon nagy reményeket fűznek munkájához. "Gyorsabban és messzebbre képes lesz megfigyelni, mint valaha a földönkívüli kutatások történetében" - mondta Douglas Vakoch, elnök. METI International, az intelligencia idegen formáinak felkutatásával foglalkozó szervezet. A FAST látómező kétszer akkora lesz, mint Arecibo távcső Puerto Ricóban, amely az elmúlt 53 évben az élvonalban volt.

A FAST ernyő (gömb alakú teleszkóp ötszáz méteres nyílású) 500 m átmérőjű, 4450 darab háromszög alakú alumínium panelből áll. Harminc futballpályának megfelelő területet foglal el. A munkához teljes csendre van szüksége 5 km-es körzetben, ezért közel 10 embert kitelepítettek a környékről. emberek. A rádióteleszkóp egy természetes medencében található a zöld karsztképződmények gyönyörű tájai között Guizhou déli tartományában.

Mielőtt azonban a FAST megfelelően figyelhetné a földönkívüli életet, először megfelelően kalibrálni kell. Munkájának első két évét ezért főként az előkutatásnak és szabályozásnak fogja szentelni.

Milliomos és fizikus

A közelmúlt egyik leghíresebb projektje az intelligens élet világűrben való kutatására brit és amerikai tudósok projektje, amelyet Jurij Milner orosz milliárdos támogatott. Az üzletember és fizikus 100 millió dollárt költött kutatásra, amely várhatóan legalább tíz évig tart majd. „Egy nap alatt annyi adatot gyűjtünk össze, amennyit más hasonló programok egy év alatt összegyűjtöttek” – mondja Milner. Stephen Hawking fizikus, aki részt vesz a projektben, azt mondja, hogy a kutatásnak van értelme most, hogy annyi Naprendszeren kívüli bolygót fedeztek fel. „Annyi világ és szerves molekula van az űrben, hogy úgy tűnik, létezhet ott élet” – kommentálta. A projektet az eddigi legnagyobb tudományos tanulmánynak fogják nevezni, amely az intelligens élet jeleit keresi a Földön túl. A Berkeley-i Kaliforniai Egyetem tudóscsoportja vezetésével széles körű hozzáférést biztosít a világ két legerősebb teleszkópjához: zöld bank Nyugat-Virginiában és Teleszkóp parkok Új-Dél-Walesben, Ausztráliában.

Egy fejlett civilizációt messziről ismerhetünk fel:

  • gázok, különösen légszennyező anyagok, klórozott-fluorozott szénhidrogének, szén-dioxid, metán, ammónia jelenléte;
  • fények és fényvisszaverődések a civilizáció által épített tárgyakról;
  • hőleadás;
  • intenzív sugárzás kibocsátása;
  • titokzatos tárgyak - például nagy állomások és mozgó hajók;
  • olyan struktúrák létezése, amelyek kialakulása nem magyarázható természetes okokra hivatkozva.

Milner egy másik kezdeményezést mutatott be. 1 millió dollárt ígért. díjakat annak, aki olyan különleges digitális üzenetet hoz létre, amelyet az űrbe küld, és amely a legjobban reprezentálja az emberiséget és a Földet. És a Milner-Hawking páros ötletei ezzel még nem értek véget. A közelmúltban a média beszámolt egy projektről, amelynek célja egy lézerrel vezérelt nanoszondát küldeni egy csillagrendszerhez, amely eléri a fénysebesség ... ötödét!

űrkémia

Semmi sem vigasztalja jobban azokat, akik életet keresnek a világűrben, mint a jól ismert "ismerős" vegyszerek felfedezése az űrben. Még vízgőz felhők „Lógó” a világűrben. Néhány évvel ezelőtt egy ilyen felhőt fedeztek fel a PG 0052+251 kvazár körül. A modern ismeretek szerint ez a világűr legnagyobb ismert víztározója. A pontos számítások azt mutatják, hogy ha ez a vízgőz lecsapódna, 140 billiószor több víz lenne a Föld összes óceánjában. A csillagok között talált "víztározó" tömege 100 XNUMX. a nap tömegének szorzata. Attól, hogy valahol víz van, nem jelenti azt, hogy van ott élet. Ahhoz, hogy virágozzon, sok különböző feltételnek kell teljesülnie.

Mostanában elég gyakran hallani szerves anyagok csillagászati ​​"leleteiről" az űr távoli sarkaiban. 2012-ben például a tudósok körülbelül XNUMX fényévnyi távolságra fedezték fel tőlünk hidroxil-aminamely nitrogén-, oxigén- és hidrogénatomokból áll, és más molekulákkal kombinálva elméletileg képes más bolygókon élő struktúrákat kialakítani.

Szerves vegyületek az MWC 480 csillag körül keringő protoplanetáris korongban.

Metil-cianid (CH3CN) я cianoacetilén (HC3Az N), amelyek az MWC 480 csillag körül keringő protoplanetáris korongban voltak, amelyet 2015-ben fedeztek fel az amerikai Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) kutatói, egy újabb utalás arra, hogy az űrben kémia lehet biokémia lehetőségével. Miért olyan fontos felfedezés ez a kapcsolat? Jelen voltak a Naprendszerünkben abban az időben, amikor az élet kialakult a Földön, és nélkülük valószínűleg nem úgy nézne ki a világunk, mint ma. Maga az MWC 480 csillag kétszerese a mi csillagunk tömegének, és körülbelül 455 fényévre van a Naptól, ami nem sok az űrben található távolságokhoz képest.

A közelmúltban, 2016 júniusában annak a csoportnak a kutatói, amelyben többek között Brett McGuire az NRAO Obszervatóriumból és Brandon Carroll professzor, a Kaliforniai Technológiai Intézet munkatársa, összetett szerves molekulák nyomaira lettek figyelmesek, amelyek az ún. királis molekulák. A kiralitás abban nyilvánul meg, hogy az eredeti molekula és tükörképe nem azonos, és mint minden más királis objektum, nem kombinálható transzlációval és térbeli forgással. A kiralitás sok természetes vegyületre jellemző - cukrokra, fehérjékre stb. Eddig a Földön kívül egyiket sem láttuk.

Ezek a felfedezések nem azt jelentik, hogy az élet az űrből származik. Ugyanakkor azt sugallják, hogy a születéséhez szükséges részecskék legalább egy része ott képződhet, majd a meteoritokkal és más objektumokkal együtt eljut a bolygókra.

Az élet színei

Megérdemelt Kepler űrtávcső több mint száz földi bolygó felfedezéséhez járult hozzá, és több ezer exobolygó-jelöltje van. 2017-től a NASA egy másik űrteleszkópot, Kepler utódját tervezi használni. Áthaladó Exoplanet Exploration Műhold, TESS. Feladata a Naprendszeren kívüli bolygók felkutatása lesz tranzitban (azaz szülőcsillagokon áthaladva). Ha magas ellipszis alakú Föld körüli pályára küldi, az egész égboltot átvizsgálhatja, keresve a közvetlen közelünkben keringő bolygókat fényes csillagok körül. A küldetés valószínűleg két évig fog tartani, ezalatt mintegy félmillió csillagot fedeznek fel. Ennek köszönhetően a tudósok több száz Földhöz hasonló bolygó felfedezésére számítanak. További új eszközök, mint pl. James Webb űrteleszkóp (James Webb Űrteleszkóp) kell követnie és ásni a már tett felfedezéseket, szondázni a légkört, és olyan kémiai nyomokat keresni, amelyek később az élet felfedezéséhez vezethetnek.

Project Transiting Exoplanet Survey Satellite – Vizualizáció

Amennyire azonban hozzávetőlegesen tudjuk, mik az úgynevezett életjelek (például az oxigén és a metán jelenléte a légkörben), nem ismert, hogy ezek közül melyik kémiai jel tíz és száz fénytávolságból. év végleg eldönti a kérdést. A tudósok egyetértenek abban, hogy az oxigén és a metán egyidejű jelenléte az élet erős előfeltétele, mivel nem ismertek olyan élettelen folyamatok, amelyek mindkét gázt egyidejűleg termelnék. Azonban, mint kiderült, az ilyen aláírásokat megsemmisíthetik az exo-műholdak, esetleg a keringő exobolygók (ahogyan a Naprendszer legtöbb bolygója körül). Ha ugyanis a Hold atmoszférája metánt, a bolygók pedig oxigént tartalmaznak, akkor műszereink (fejlődésük jelenlegi szakaszában) egyetlen oxigén-metán jellé egyesíthetik ezeket anélkül, hogy észrevennénk az exoholdat.

Lehet, hogy nem vegyszernyomokat, hanem színt kellene keresnünk? Sok asztrobiológus úgy véli, hogy a halobaktériumok bolygónk első lakói között voltak. Ezek a mikrobák elnyelték a sugárzás zöld spektrumát, és energiává alakították át. Másrészt ibolya sugárzást vertek vissza, aminek köszönhetően bolygónk az űrből nézve pont ilyen színű volt.

A zöld fény elnyelésére halobaktériumokat használtak retina, azaz vizuális lila, amely a gerincesek szemében is megtalálható. Idővel azonban a kizsákmányoló baktériumok kezdtek uralkodni bolygónkon. klorofillamely elnyeli az ibolya fényt és visszaveri a zöld fényt. Ezért néz ki a föld olyannak, amilyen. Az asztrológusok azt feltételezik, hogy más bolygórendszerekben a halobaktériumok tovább szaporodhatnak, ezért feltételezik életet keresni a lila bolygókon.

Az ilyen színű objektumokat valószínűleg a fent említett James Webb teleszkóp fogja látni, amely a tervek szerint 2018-ban indul. Az ilyen objektumok azonban megfigyelhetők, feltéve, hogy nincsenek túl messze a Naprendszertől, és a bolygórendszer központi csillaga elég kicsi ahhoz, hogy ne zavarjon más jeleket.

Valószínűleg más ősszervezetek egy Föld-szerű exobolygón, növények és algák. Mivel ez a felszín, a szárazföld és a víz jellegzetes színét jelenti, érdemes keresni bizonyos életet jelző színeket. Az új generációs távcsöveknek érzékelniük kell az exobolygók által visszavert fényt, amely felfedi színeiket. Például abban az esetben, ha a Földet az űrből figyeljük meg, nagy dózisú sugárzást láthatunk. infravörös sugárzás közelébenamely a növényzetben található klorofillból származik. Az ilyen jelek, amelyeket egy exobolygókkal körülvett csillag közelében kapnak, azt jeleznék, hogy "ott" is növekedhet valami. Green még erőteljesebben javasolná. Egy primitív zuzmóval borított bolygó árnyékban lenne epe.

A tudósok a fent említett tranzit alapján határozzák meg az exobolygó légkörének összetételét. Ez a módszer lehetővé teszi a bolygó légkörének kémiai összetételének tanulmányozását. A felső atmoszférán áthaladó fény megváltoztatja a spektrumát - ennek a jelenségnek az elemzése információt nyújt az ott jelenlévő elemekről.

A University College London és a University of New South Wales kutatói 2014-ben a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban egy új, pontosabb módszer leírását tettek közzé a betegség előfordulásának elemzésére. metán, a legegyszerűbb szerves gáz, amelynek jelenlétét általában a potenciális élet jeleként ismerik el. Sajnos a metán viselkedését leíró modern modellek korántsem tökéletesek, ezért a távoli bolygók légkörében lévő metán mennyiségét általában alábecsülik. A DiRAC () projekt és a Cambridge-i Egyetem által biztosított legkorszerűbb szuperszámítógépek segítségével mintegy 10 milliárd spektrumvonalat szimuláltak, amelyek a metánmolekulák általi sugárzás elnyeléséhez köthetők 1220 °C-ig. . Az új vonalak listája, amely körülbelül 2-szer hosszabb, mint a korábbiak, lehetővé teszi a metántartalom jobb tanulmányozását nagyon széles hőmérsékleti tartományban.

A metán az élet lehetőségét jelzi, míg egy másik jóval drágább gáz oxigén - kiderül, hogy nincs garancia az élet létezésére. Ez a gáz a Földön főleg fotoszintetikus növényekből és algákból származik. Az oxigén az élet egyik fő jele. A tudósok szerint azonban hiba lehet az oxigén jelenlétét az élő szervezetek jelenlétével egyenértékűként értelmezni.

A közelmúltban végzett tanulmányok két olyan esetet azonosítottak, amikor egy távoli bolygó atmoszférájában észlelt oxigén hamis utalást adhat az élet jelenlétére. Mindkettőben oxigén keletkezett ennek következtében nem abiotikus termékek. Az egyik általunk elemzett forgatókönyv szerint a Napnál kisebb csillag ultraibolya fénye károsíthatja a szén-dioxidot egy exobolygó légkörében, és oxigénmolekulákat szabadíthat fel belőle. Számítógépes szimulációk kimutatták, hogy a CO bomlása2 nem csak ad2, hanem nagy mennyiségű szén-monoxid (CO) is. Ha ezt a gázt erősen kimutatják az oxigén mellett az exobolygó légkörében, az téves riasztást jelezhet. Egy másik forgatókönyv a kis tömegű csillagokra vonatkozik. Az általuk kibocsátott fény hozzájárul a rövid élettartamú O-molekulák kialakulásához.4. Felfedezésük O mellett2 a csillagászok számára is riasztást kell keltenie.

Metán és egyéb nyomok után kutatva

A fő szállítási mód keveset mond magáról a bolygóról. Segítségével meghatározható a mérete és a csillagtól való távolsága. A sugárirányú sebesség mérési módszere segíthet meghatározni a tömegét. A két módszer kombinációja lehetővé teszi a sűrűség kiszámítását. De lehetséges-e közelebbről megvizsgálni az exobolygót? Kiderült, hogy az. A NASA már tudja, hogyan lehet jobban megnézni az olyan bolygókat, mint a Kepler-7 b, amelyekhez a Kepler és a Spitzer teleszkópokat használták a légköri felhők feltérképezésére. Kiderült, hogy ez a bolygó túl meleg az általunk ismert életformák számára, a hőmérséklet 816 és 982 °C között mozog. Már maga az ilyen részletes leírás is nagy előrelépést jelent, tekintve, hogy egy tőlünk száz fényévnyire lévő világról beszélünk.

Jól jön még az adaptív optika, amelyet a csillagászatban használnak a légköri rezgések okozta zavarok kiküszöbölésére. Felhasználása a teleszkóp számítógépes vezérlése a tükör helyi (több mikrométeres nagyságrendű) deformációjának elkerülése érdekében, ami kijavítja a keletkező kép hibáit. igen működik Gemini Planet Scanner (GPI) Chilében található. Az eszközt először 2013 novemberében vezették be. A GPI infravörös detektorokat használ, amelyek elég erősek ahhoz, hogy észleljék a sötét és távoli objektumok, például az exobolygók fényspektrumát. Ennek köszönhetően lehet majd többet megtudni összetételükről. A bolygót az egyik első megfigyelési célpontnak választották. Ebben az esetben a GPI úgy működik, mint egy napkoronagráf, vagyis elhalványítja egy távoli csillag korongját, hogy megmutassa a közeli bolygó fényességét.

Az "életjelek" megfigyelésének kulcsa a bolygó körül keringő csillag fénye. Az exobolygók a légkörön áthaladva sajátos nyomot hagynak, ami a Földről spektroszkópiai módszerekkel mérhető, pl. fizikai tárgy által kibocsátott, elnyelt vagy szórt sugárzás elemzése. Hasonló megközelítéssel lehet tanulmányozni az exobolygók felszínét is. Van azonban egy feltétel. A felületeknek megfelelően el kell nyelni vagy szórniuk kell a fényt. A párolgó bolygók, vagyis azok a bolygók, amelyek külső rétegei nagy porfelhőben lebegnek, jó jelöltek.

Mint kiderült, már felismerhetünk olyan elemeket, mint pl a bolygó felhősége. A GJ 436b és GJ 1214b exobolygók körül sűrű felhőtakaró létezését a szülőcsillagok fényének spektroszkópiai elemzése alapján állapították meg. Mindkét bolygó az úgynevezett szuperföldek kategóriájába tartozik. A GJ 436b a Földtől 36 fényévnyire található az Oroszlán csillagképben. A GJ 1214b az Ophiuchus csillagképben található, 40 fényévre tőle.

Az Európai Űrügynökség (ESA) jelenleg egy műholdon dolgozik, amelynek feladata a már ismert exobolygók szerkezetének pontos jellemzése és tanulmányozása lesz.CHEOPS). A küldetés elindítását 2017-re tervezik. A NASA pedig még ebben az évben a már említett TESS műholdat szeretné az űrbe küldeni. 2014 februárjában az Európai Űrügynökség jóváhagyta a küldetést PLATÓ, a Földhöz hasonló bolygók felkutatására tervezett teleszkóp űrbe küldésével kapcsolatos. A jelenlegi terv szerint 2024-ben el kellene kezdenie a víztartalmú sziklás objektumok felkutatását. Ezeknek a megfigyeléseknek az exohold keresésében is segíteniük kell, ugyanúgy, ahogy Kepler adatait használták.

Az európai ESA több évvel ezelőtt dolgozta ki a programot. Darwin. A NASA-nak volt egy hasonló "bolygójárója". TPF (). Mindkét projekt célja az volt, hogy a Föld méretű bolygókon vizsgálják a légkörben található gázok jelenlétét, amelyek kedvező életkörülményeket jeleznek. Mindkettő merész ötleteket tartalmazott egy űrtávcsövek hálózatára, amelyek együttműködnek a Föld-szerű exobolygók felkutatásában. Tíz évvel ezelőtt a technológiák még nem voltak kellőképpen fejlettek, a programokat bezárták, de nem volt minden hiábavaló. A NASA és az ESA tapasztalataival gazdagodva jelenleg a fent említett Webb űrteleszkópon dolgoznak együtt. Nagyméretű, 6,5 méteres tükrének köszönhetően nagy bolygók légkörét lehet majd tanulmányozni. Ez lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy észleljék az oxigén és a metán kémiai nyomait. Ez konkrét információ lesz az exobolygók légköréről – ez a következő lépés a távoli világokkal kapcsolatos ismeretek finomításában.

Különféle csapatok dolgoznak a NASA-nál új kutatási alternatívák kidolgozásán ezen a területen. Az egyik ilyen kevésbé ismert és még korai stádiumban lévő . Arról lesz szó, hogyan lehet eltakarni egy csillag fényét olyasmivel, mint egy esernyő, hogy megfigyelhessük a szélén lévő bolygókat. A hullámhosszak elemzésével lehetővé válik a légkörük összetevőinek meghatározása. A NASA idén vagy jövőre értékeli a projektet, és eldönti, hogy megéri-e a küldetés. Ha elindul, akkor 2022-ben.

Civilizációk a galaxisok perifériáján?

Az élet nyomainak megtalálása szerényebb törekvéseket jelent, mint a teljes földönkívüli civilizációk felkutatása. Sok kutató, köztük Stephen Hawking sem az utóbbit javasolja – az emberiséget fenyegető potenciális veszélyek miatt. Komoly körökben általában szó sincs semmilyen idegen civilizációról, űrtestvérről vagy intelligens lényről. Ha azonban haladó földönkívülieket akarunk keresni, néhány kutatónak arra is van ötlete, hogyan lehetne növelni a megtalálásuk esélyét.

Példa. Rosanna Di Stefano, a Harvard Egyetem asztrofizikusa szerint a fejlett civilizációk sűrűn tömörült gömbhalmazokban élnek a Tejútrendszer peremén. A kutató elméletét az Amerikai Csillagászati ​​Társaság éves találkozóján mutatta be a floridai Kissimmee-ben, 2016 elején. Di Stefano ezt a meglehetősen ellentmondásos hipotézist azzal igazolja, hogy galaxisunk szélén körülbelül 150 régi és stabil gömbhalmaz található, amelyek jó alapot biztosítanak bármely civilizáció fejlődéséhez. A szorosan elhelyezkedő csillagok sok egymáshoz közeli bolygórendszert jelenthetnek. A sok golyóba csoportosított csillag jó talajt jelent a sikeres ugráshoz egyik helyről a másikra, miközben fenntartja a fejlett társadalmat. Di Stefano szerint a csillagok közelsége a halmazokban hasznos lehet az élet fenntartásában.

Hozzászólás