Hľadanie mimozemského života je nepochybne jedným z najhlbších vedeckých snáh našej doby. Ak sa mimozemský biologický život nájde v blízkosti iného sveta v blízkosti inej hviezdy, nakoniec sa dozvieme, že život mimo našej slnečnej sústavy je možný. Nájsť stopy mimozemskej biológie vo vzdialených svetoch je nesmierne ťažké. Astronómovia však vyvíjajú nové techniky, ktoré budú používať výkonné ďalekohľady novej generácie na presné meranie hmoty v exoplanetovej atmosfére. Dúfame, že nájdeme dôkazy o mimozemskom živote.
Pri hľadaní exoplanet sa v poslednom čase veľa pozornosti venovalo čiastočne vďaka objavu siedmich malých mimozemských svetov obiehajúcich malú hviezdu, červeného trpaslíka TRAPPIST-1. Tri z týchto exoplanet obiehajú v potenciálne obývateľnej zóne hviezdy. To znamená, že v oblasti blízko ktorejkoľvek hviezdy, v ktorej nebude príliš horúca a príliš studená, aby voda mohla existovať v kvapalnej forme.
Všade na Zemi, kde je tekutá voda, existuje život, takže ak aspoň jeden z potenciálne obývaných svetov TRAPPIST-1 vlastní vodu, môže tam byť život.
Životný potenciál TRAPPIST-1 však zostáva čistou špekuláciou. Napriek tomu, že tento úžasný hviezdny systém sa nachádza na záhrade našej galaxie, nemáme tušenie, či v atmosfére niektorého z týchto svetov existuje voda. Nevieme ani, či majú atmosféru. Všetko, čo vieme, je to, ako dlho boli exoplanety na obežnej dráhe a aké sú ich fyzické rozmery.
„Prvý objav biosignátov v iných svetoch môže byť jedným z najvýznamnejších vedeckých objavov v našom živote,“hovorí Garrett Rouen, astronóm Kalifornského technologického inštitútu. „Bude to veľký krok k zodpovedaniu jednej z najväčších otázok ľudstva: sme sami?“
Rouen pracuje v Caltechovom laboratóriu Exoplanetary Technology Laboratory, ET Lab, ktoré vyvíja nové stratégie na nájdenie exoplanetárnych biosignatúr, ako sú molekuly kyslíka a metánu. Molekuly ako tieto zvyčajne reagujú aktívne s inými chemikáliami a rýchlo sa rozpadajú v planetárnej atmosfére. Preto, ak astronómovia nájdu spektroskopický „odtlačok“metánu v atmosfére exoplanety, môže to znamenať, že za jeho výrobu sú zodpovedné cudzie biologické procesy.
Bohužiaľ nemôžeme len zobrať najvýkonnejší ďalekohľad na svete a nasmerovať ho na TRAPPIS-1, aby sme zistili, či atmosféra týchto planét obsahuje metán.
Propagačné video:
"Na detekciu molekúl v exoplanetovej atmosfére musia byť astronómovia schopní analyzovať svetlo planéty bez toho, aby boli úplne oslepení svetlom blízkej hviezdy," hovorí Rouen.
Našťastie červené trpasličí hviezdy (alebo M-trpaslíci) ako TRAPPIST-1 sú chladné a slabé, takže problém bude menej závažný. A keďže tieto hviezdy sú najbežnejším typom hviezd v našej galaxii, vedci pri hľadaní objavov venujú veľkú pozornosť červeným trpaslíkom.
Astronómovia používajú nástroj známy ako koronograf na izoláciu odrazeného hviezdneho svetla od exoplanety. Hneď ako koronograf zachytí slabé svetlo exoplanety, spektrometer s nízkym rozlíšením analyzuje chemické odtlačky prstov tohto sveta. Bohužiaľ, táto technológia je obmedzená na štúdium iba tých najväčších exoplanet obiehajúcich mimo ich hviezd.
Nové metódy spoločnosti ET Lab využívajú koronograf, optické vlákna a spektrometer s vysokým rozlíšením, ktoré spoločne zvýrazňujú žiaru hviezdy a zachytávajú podrobný chemický odtlačok akéhokoľvek sveta na jej obežnej dráhe. Táto technika je známa ako vysoko disperzná koronografia (HDC) a má potenciál prevrátiť naše chápanie rozmanitosti exoplanetárnych atmosfér. Práca na túto tému bola uverejnená v The Astronomy Journal.
„HDC je taký silný, že dokáže odhaliť spektrálny podpis planéty, aj keď je pochovaný v jasnom svetle hviezdy,“hovorí Rouen. „To umožňuje detekciu molekúl v atmosfére planét, ktoré je veľmi ťažké predstaviť.“
„Trik spočíva v rozdelení svetla na viac signálov a vytvorení toho, čo astronómovia nazývajú spektrum s vysokým rozlíšením, ktoré pomáha odlíšiť podpis planéty od zvyšku hviezdneho svetla.“
Teraz potrebujete iba výkonný ďalekohľad na pripojenie systému.
Na konci 20. rokov sa tridsaťmeterový ďalekohľad stane najväčším pozemným optickým ďalekohľadom na svete, a ak sa použijú v spojení s HDC, budú môcť astronómovia skúmať atmosféru potenciálne obývateľných svetov obiehajúcich červené trpaslíky.
„Nájdenie kyslíka a metánu v atmosfére pozemských planét obiehajúcich M-trpaslíkov, ako je Proxima Centauri b pomocou 30-metrového ďalekohľadu, bude veľmi vzrušujúce,“hovorí Rouen. „Stále sa toho musíme veľa dozvedieť o potenciálnej obývateľnosti týchto planét, ale je možné, že sa tieto planéty podobajú Zemi.“
Odhaduje sa, že v našej galaxii je 58 miliárd červených trpaslíkov a väčšina z nich je známa tým, že majú planéty, takže keď sa uvedie do činnosti tridsaťmeterový ďalekohľad, astronómovia budú schopní nájsť to, čo bolo predtým neprístupné.
V roku 2016 astronómovia objavili exoplanet veľkosti Zeme, ktorá obieha najbližší trpaslík M na Zemi, Proxima Centauri. Proxima b obieha tiež v potenciálne obývateľnej zóne svojej hviezdy, čím sa stáva hlavným cieľom hľadania mimozemského života. Len štyri svetelné roky preč, Proxima b doslova škádlí s možnosťou navštíviť ho niekedy v budúcnosti.
ILYA KHEL