Naukowcy wiedzą już, czego szukać w atmosferach egzoplanet, aby potwierdzić, że istnieje na nich życie
Jeszcze trzy dekady temu naukowcy zastanawiali się, w jaki sposób powinni szukać planet hipotetycznie krążących wokół innych gwiazd. Od tego czasu jednak wiele się zmieniło i już teraz naukowcy zastanawiają się, czego szukać w atmosferach takich planet, aby potwierdzić, że na ich powierzchni jest życie. Ciekawe, czy z pierwszym odkryciem pójdzie równie szybko.
Od momentu odkrycia pierwszej egzoplanety astronomowie, optycy i inżynierowie opracowali metody wprost masowego odkrywania kolejnych planet w przestrzeni kosmicznej. Nic zatem dziwnego, że do dzisiaj udało się potwierdzić istnienie ponad 4300 planet pozasłonecznych różnej maści, ale także odkryć kolejne ponad 5000 planet, które jeszcze oczekują na ostateczne potwierdzenie. Można zatem śmiało powiedzieć, że nie tylko udało się ustalić, że planety pozasłoneczne istnieją, ale także to, że jest ich mnóstwo, gdziekolwiek byśmy nie spojrzeli (wkrótce także w twojej lodówce).
Oczywiście pierwotnie odkrywano planety największe i najjaśniejsze, przypominające rozmiarami Jowisza. Z czasem jednak, wraz z rozwojem technik obserwacyjnych, naukowcy opanowali także sztukę odkrywania planet mniejszych, porównywalnych rozmiarami do Ziemi, a nawet mniejszych.
W tym momencie weszliśmy na inny poziom. Skoro już wiemy, że planet jest mnóstwo, że planet podobnych do Ziemi także jest wiele, to zastanówmy się, czy na tych planetach istnieje życie.
Szukamy życia pozaziemskiego - czego szukać?
Jak na razie znamy jedną planetę z życiem - Ziemię. Wyglądając w przestrzeń kosmiczną, na razie nie udało się nam znaleźć żadnego innego rodzaju życia. Choć naukowcy podejrzewają, że nie każde życie we wszechświecie musi wyglądać i działać tak jak nasze, to nie mamy jak szukać innego życia, bo nawet nie wiedzielibyśmy, jak je rozpoznać. Weźmy na przykład Tytana, księżyc Saturna, otoczonego gęstą atmosferą. Na powierzchni Tytana sonda Cassini dostrzegła jeziora wypełnione nie wodą, a ciekłymi węglowodorami. Biologowie są przekonani, że w takim środowisku teoretycznie też mogłoby powstać życie. Pytanie jednak, w jaki sposób manifestowałaby się obecność takiego życia, czym by się ono odżywiało, a co wydalało.
Z tego też powodu musimy się ograniczyć do poszukiwania życia takiego, jakie znamy z Ziemi. Okazuje się jednak, że i tutaj nie wiemy do końca, czego poszukiwać. Spoglądając na Ziemię, widzimy, że życiu na Ziemi sprzyja obecność wody w stanie ciekłym na powierzchni czy obecność tlenu w atmosferze. Więcej, życie, procesy biologiczne odpowiadają także za większość metanu w atmosferze naszej planety. Czy zatem wystarczy szukać wody, tlenu i metanu w atmosferach innych planet, aby ustalić, czy jest tam życie?
Nie jest niestety tak różowo.
Może się bowiem okazać, że znajdziemy planetę z tymi wszystkimi składnikami, a mimo to całkowicie pozbawioną życia. Obecność wody na powierzchni planety uzależniona jest od odpowiedniej odległości planety od gwiazdy macierzystej i wielu innych czynników. Tlen, choć teoretycznie jest dobrą sygnaturą, może znajdować się w atmosferze także bez życia. Więcej, nawet metan, który na Ziemi pochodzi głównie od życia… no właśnie, pochodzi głównie od życia, ale nie tylko. Możemy zatem znaleźć planetę, w atmosferze której metan będzie pochodzenia wulkanicznego i z takiej odległości, jaka dzieli nas nawet od najbliższych egzoplanet, nie będziemy w stanie tego źródła ustalić.
Najnowsze badania przeprowadzone przez naukowców z MIT pod wodzą prof. Sary Seager wskazują jednak na lepszy wskaźnik życia - powinniśmy zacząć poszukiwania izoprenu (węglowodoru o wzorze C5H8) w atmosferach egzoplanet. Tak samo jak metan, izopren jest organicznym węglowodorem produkowanym przez wiele gatunków bakterii, roślin i zwierząt, a więc obejmuje organizmy zarówno żyjące obecnie na Ziemi, jak i te odległe ewolucyjnie od nas.
Badania wskazują, że izopren powszechnie występował na Ziemi w warunkach beztlenowych, kiedy w atmosferze dominował dwutlenek węgla. Jego kres nadszedł wraz z dominacją tlenu w atmosferze. Można zatem uznać, że izopren powinien być odkrywany w atmosferach planet, na których życie wciąż znajduje się w powijakach.
Choć nawet Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba będzie miał problemy z wyraźną detekcją izoprenu w atmosferze planety (musiałby on być tam produkowany 10-100 razy intensywniej niż na Ziemi), to już planowany na 2025 rok Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman, prowadząc obserwacje w średniej podczerwieni, będzie się do tego doskonale nadawał. Z czasem będą go wspierały takie teleskopy jak Ekstremalnie Duży Teleskop (ELT), Gigantyczny Teleskop Magellana (GMT) czy Teleskop Trzydziestometrowy (TMT).
