Како се научници надају да ће пронаћи ванземаљски живот, у 7 корака

مسئلن کي ختم ڪرڻ جي لاء اسان جو اوزار آزمايو

Научници су ближи него икада проналажењу ванземаљског живота. Ево како се надају да ће то учинити.

Ванземаљски живот је од научне фантастике прешао у реалну могућност

Астрономи су вековима сањали о проналаску ванземаљског живота. Одувек се то сматрало натегнутом могућношћу - ствар научне фантастике. Зато је толико изненађујуће да су многи научници последњих година почели много, много озбиљније да схватају потрагу за животом на другим планетама.

Делимично је то због нових астрономских открића. Апре генерације, нисмо епријатељ имадоказ дабилобило који орбити планетаингдруге звезде.Али у последњих неколико деценија, научници су пронашли хиљаде удаљених'егзопланета, 'укључујући неколико који изгледају као они можда имају праве услове доживотно.У исто време, научници су открили неколико месеци тачно у нашем соларном систему за које се чини да имају течне океане испод својих ледених површина и можда остали састојци неопходни за живот .

Све је то изузетно обећавајуће. Тако су астрономи одлучили да удвоструче потрагу за ванземаљцима. Прешли су преко традиционалних метода, које су укључивале само наду да би интелигентни ванземаљци могли да нас контактирају путем радио сигнала, а ла СЕТИ Институт . Уместо тога, они сада планирају мисије у оближње океанске светове и проналазе нове начине да завире у удаљене планете.

Некиастрономи - укључујући НАСА-иног главног научника — чак и вероватимогли бисмо пронаћи ванземаљски живот у нашим животима. „Са новим телескопима који се појављују на мрежи у наредних пет или десет година, заиста ћемо имати прилику да схватимо да ли смо сами у универзуму. Лиза Калтенегер , директор Корнеловог новог института Карл Саган, рекао ми је прошле године . 'По први пут у људској историји, можда имамо способност да то урадимо.'

Додуше, ако живот јестепостојена било којој од ових планета или месеца — било у нашем соларном систему или ван њега —његоводалековероватнобити уоблик једноставних, једноћелијских организама, а не мало зеленихали. Ови микроскопски ванземаљци бибитиизузетно тешко дефинитивно открити, нпрпосебно ако круже око других звезда. Али то би било монументално откриће, коначно знак да нисмо сами.

Корак 1: Истражите океанске светове нашег соларног система

Ибило би много лакше пронаћидефинитивни докази ванземаљског животасау нашем соларном системунего што би било да истражујемо друге звезде. Такопрви корак ис да идентификују и истражесви океански светови који круже око нашег сунца.

Океански светови су планете или месеци којису ледени на површини, али испод имају топлији течни океан. Обећавају из једноставног разлога: температура. Већина офтхедругопланете у нашем соларном систему (односно онепоред Земље)изгледа да јебило превише вруће или хладно за животпреживети, преблизу или далеко од сунца.Али планета са океаном би могла да заобиђе ово ограничење - јер постоји много могућих начина да океан на удаљеномледенсвет би могао имати одговарајућу температуру за живот.

На пример, научници имајунедавнопронашао доказе о воденим океанима на најмање три месеца: Јупитеровом Европа и Ганимед и Сатурновом Енцеладус . (Сатурнов месец Титан такође има океан течног метана.) Иако су ови месеци на површини хладни, чини се да им је унутрашњост загрејанаразнемеханизама.

Јупитерова огромна гравитација непрестано стиска напред-назад. „То резултира трењем, које ствара топлоту, што је део онога што мислимо да помаже у одржавању течног воденог океана испод ледене шкољке“, НАСА научник Кевин Ханд рекао ми је у мају . Ови океани би теоретски могли бити дом за живот - и можда би постојали слични океани на другим леденим месецима и свемирским објектима.

еуропа плимско стискање

( НАСА/ЈПЛ-Цалтецх )

Анимација показује како је Европа стиснута док кружи око Јупитера.

Сдо сада, не знамо ни тону о овим океанимас. Већина доказа за њих је индиректна, попут гејзири водене паре приметили смо да избија из Енцеладуса. Да бисмо сазнали више, морамо им послати почетне сонде.Што и радимо.

Прва мисија ће вероватно бити НАСА-ин Еуропа Цлиппер, чији је почетак планиран негде средином 2020-их. Тренутни планови предвиђају да уђе у Јупитерову орбиту, а затим да пролети поред Европе око 45 пута у току три или више година, прикупљајући податке о саставу и температури океана, перја и ледене површине.овде нема планираних мисија на Енцеладус или Ганимедипак.)

Корак 2: Истражите оближње океанске светове помоћу пратећих сонди

Тпочетну мисију шаљемо у Европу— тхе Еуропе Цлиппер , за који се НАСА нада да ће лансирати средином 2020-их —вероватноможда не могу да кажу засигурнода ли јетево живота тамо.То је зато што би било прескупо дати сонди сваки могући алат за истраживање, као нпрлендер са капацитетом за бушење леда и прикупљање воде.После свега, још увек нисмо сигурни како би живот изгледао на таквом свету и не знамо тачно шта бисмо мерили да га тестирамо.

Уместо тога, почетна сондаинболестан фокусирати наразуметиингвеличину и састав европског океана и творингкарте његове површине високе резолуције, тако да а будућност мисија би могла да слети и директно проучава месечев лед и воду. Клипер би такође могао да узоркује перјанице које пуцају са површине Европе, како би потражиле индиректне доказе хидротермалне активности у океану, што би могло бити гориво за живот.

Ткокош, тхепратеће сонде би вероватно могле да траже живот, иако још увек постоји много дебата о томе како би оне изгледале. Снеки научници имају предложене подморнице који би могао истражити океане Европе након бушења кроз лед. Сличне мисије, у теорији, могле би се једног дана извршити на Енцеладу и Ганимеду.

Ове мисије би могле да прикупе све врсте података о активностима у океанима, можда дајући јакеједоказ о условима који би могли бити прави за живот.А акоокеаниурадитисадржатихидротермалне отворе, онда би мисија подморнице могла бити још плодоноснија. На Земљи, ови отвори емитују загрејану воду и растворене хемикалије, које се хране хемосинтетички бактерије, које заузврат хране различите групе животиња. То је далеко, али слични екосистеми су могли еволуирати на Европи и на морском дну других месеци.

Наравно, технологија потребна за извођење оваквих мисија је још годинама далеко. Тхесе пратеће сонде би такођебити далеко скупљи одНАСАЦлиппер,делимично зато што додатна опрема за лендер захтева више горива за лансирање у свемир. И то ће несумњиво доказатидотешка продаја,с обзиром на НАСА све мањи буџет за истраживање планета .

Корак 3: Вратите узорке океана на Земљу

Да су ови океански светови садржали било какав живот, они би највероватније садржали егзотичне микроскопске организме (уместо сложенијих екосистема). Ако је то случај, вероватно бисмо желели чврст доказ да је живот заиста постојао - и било би изузетно тешко то обезбедити из даљине. То би подразумевало враћање узорка воде на Земљу.

Ово би био још један монументални инжењерски изазов. До данас смо успели да вратимо само узорке камења са Месеца и прашине са комете и астероида релативно близу Земље.Довођење назадузорак из Европе или другог леденог месеца би захтевао неку врсту свемирске летелице која је довољно лагана да се лансира са нашим ракетама, али довољно велика (и која носи довољно горива) да побегне од гравитације свог одредишта када дође време да се вратимо кући. Тренутно та технологија не постоји.

тамобитакођебити другипроблем о коме треба бринути: како избећи контаминацију Земље било којим животним облицима које бисмо могли да вратимо. Тњеговризик изгледа мали - ако постоји су ванземаљски облици живота, онивероватноне би еволуирао да преживи на Земљи - али потенцијална штета би могла бити разорна, јер ниједан земаљски организам није развио никакву врсту отпора на претње тхесе ванземаљцимогла би позирати. Сходно томе, научници су дошли до а низ препорука како би се спречила ова врста претње, углавном укључујући темељни карантин враћајућих летелица и узорака.

Ови технички изазови значе тај налаз(и провера)живот у нашем соларном системувероватноинне бијављају деценијама, на еарлиест.Дакле, у међувремену,ми ћемо атакође желимгледати много даље: на планете у другим соларним системима.Парадоксално, та потрага би могла да донесе резултате чак и раније, иако не би били тако дефинитивни.

Корак 4: Пронађите планете у другим соларним системима

Ако говоримо о проналажењу живота у другом звезданом систему,него у нашем,први корак је проналажење планете на којој би могла да живи. Већ смо нашли хиљаде егзопланета (и бројим), углавном користећи НАСА свемирски телескоп Кеплер и нешто што се зове метода транзита.

Ево како метода функционише.Замислите да гледате у звезду далеко. Ако постоји планета која кружи око те звезде, она би повремено могла да прође између нас и звезде, накратко је блокирајући поглед. Научници заправо не могу да виде планете које раде ово блокирање, али могу индиректно да открију њихово присуство.

„Ми меримо сјај звезде, и када планета прође испред ње, она блокира део светлости звезда на неколико сати“, Тхомас Барцлаи , истраживач егзопланета, рекао ми је у априлу . Ако научници примете да се звезда затамњује за конзистентну количину према предвидљивом распореду, могу закључити о величини егзопланете која је окружи око њега.

Кеплер 3

Дијаграм показује како је транзитна метода помогла у откривању пет планета у звезданом систему Кеплер-186 .(Шон Рејмонд)

Има их неколико друге методе за откривање егзопланета, али транзитни метод је најједноставнији,и довела је до највише открића до сада.

Корак 5: Сузите листу на планете погодне за живот

Сада када смо пронашли егзопланете, морамо да смањимо листу на оне које највише обећавају.

Научници још увек раде на овом кораку.Већинахиљаде планета у другим соларним системиматооткрили смо да су превелики, превише гасовити или превише врући да би могли да подрже животкаквог познајемо. (Нажалост, ове планете је такође лакше открити.)Дакле, за сада, прецртавају ове са листе.

На основу онога што знамо о животу на Земљи, очекивали бисмо да је већа вероватноћа да ће се живот развити на стеновитој планети која кружи унутар своје звезде. усељива зона — област у којој има довољно топлоте за течну воду, али не превише топлоте. (Могуће је да би планета још даље од ове могла да развије живот, можда због слоја леда који задржава топлотукао Европа , али јаБило би изузетно тешко — можда немогуће — открити знаке живота у леденом свету у другом звезданом систему.)

( НАСА )

Добра вест је да дефинитивно постоје неке егзопланете које испуњавају ове критеријуме. Научници су већ приметили десетак планета које су по величини релативно близу Земљи и које могу да леже у зонама погодних за живот њихових звезда. У јулу, на пример, астрономи открио Кеплер-452б , која је само 60 одсто већа од наше планете и сматра се најближим близанком Земље до сада.

Квака је у томе што наши тренутни телескопи нису оптимизовани за анализу ових планета и тражење знакова живота. (Иронично, Кеплер телескоп који научници тренутно користе је такође моћан — направљен је да посматра удаљене делове Млечног пута, а не да тражи релативно близу планете.) Дакле, научници граде прикладније телескопе. НАСА-е Транситинг Екопланет Сурвеи Сателлите (ТЕСС), који би требало да буде лансиран 2017. године, биће први свемирски телескоп посебно дизајниран за анализу егзопланета.

Корак 6: Испитајте атмосфере егзопланета које највише обећавају

Већина егзопланета је вероватно предалеко да бисмо их икада посетили - чак и са сондама без посаде. Дакле, најбољи начин да сазнате више о њима је анализа светлосних спектра који пролазе кроз њихову атмосферу.То нам даје до знања који су гасови присутни -донд, ако будемо имали среће, може нам дати назнаке да ли постоји и живот.

Досад,научници имајубио у стању да директно анализирати тхеспецтрум офсветлост која пролази кроз атмосферу десетак егзопланета. Међутим, тхесе хавесве су биле велике, гасовите планете са дебљом атмосфером.Опет, желимо да анализирамо стеновите планете у насељивој зони звезда.

јамес вебб

( НАСА )

Приказ свемирског телескопа Џејмс Веб.

Ти за њега ће бити потребни бољи телескопи - а они су на путу. Тхе Свемирски телескоп Џејмс Веб , који је планиран за лансирање 2018. године, помоћи ће у анализи атмосфере мањих планета налик Земљи које је уочила НАСА Транситинг Екопланет Сурвеи Сателлите , који ће бити лансиран прошле године.У међувремену, тон Европски екстремно велики телескоп , земаљски телескоп који ће бити изграђен у Чилеу 2024. године, такође се може користити за ову сврху.

Корак 7: Потражите знакове живота у овим атмосферама

Разлог зашто бисмо желели да анализирамо атмосферу је да тражимо биосигнатуре - гасове који би могли бити знаци ванземаљског живота. „Не можемо ићи на ове планете“, рекао ми је Калтенегер. „Тако да покушавамо да схватимо како би планета која има живот могла да изгледа издалека, на начин који би могли да открију наши телескопи.“

Тренутно знамо само за једну планету са животом - Земљу - тако да научници то користе као модел да одреде који гасови могу да подрже живот. Калтенегер и колеге, на пример, користили су наше знање о историји Земље да генеришу оно што називају карта ванземаљаца — серија снимака састава Земљине атмосфере током последњих неколико милијарди година, како је еволуирала услед присуства живота.

У међувремену, други истраживачи моделирају како различити облици живота могу промијенити атмосферу планета са геолошким саставом који се разликује од Земљиног. Колико знамо, постоје неки гасови (као што су кисеоник и метан) који се у изобиљу производе животом, али се могу произвести и геолошким процесима. С друге стране, постоје неки ретки гасови (попут диметил сулфида) које производе само облици живота — колико знамо — али у много мањим количинама.

У оба случаја, међутим, све потенцијалне биосигнатуре које пронађемо биће донекле неизвесне. Било би немогуће рећи да је састав атмосфере удаљене стотине светлосних година дефинитиван доказ живота, чак и да је пуна диметил сулфида. Можда ћемо наћи снажне сугестије о животу, али када гледамо тако удаљене планете - а не океане у нашем соларном систему - биће тешко знати са сигурношћу.