Buscant, escoltant i olorant

"D'aquí a una dècada, trobarem proves convincents de la vida més enllà de la Terra", va dir Ellen Stofan, directora científica de l'agència, a la Conferència Habitable Worlds in Space de la NASA l'abril de 2015. Va afegir que es recopilaran fets irrefutables i definitoris sobre l'existència de vida extraterrestre d'aquí a 20-30 anys.

"Sabem on mirar i com mirar", va dir Stofan. "I com que anem pel bon camí, no hi ha motius per dubtar que trobarem el que busquem". Què es volia dir exactament per cos celeste, els representants de l'agència no van especificar. Les seves afirmacions indiquen que podria ser, per exemple, Mart, un altre objecte del sistema solar, o algun tipus d'exoplaneta, tot i que en aquest últim cas és difícil suposar que s'obtindran proves concloents en només una generació. Definitivament Els descobriments dels darrers anys i mesos mostren una cosa: l'aigua -i en estat líquid, que es considera una condició necessària per a la formació i el manteniment dels organismes vius- és abundant al sistema solar.

"El 2040, haurem descobert la vida extraterrestre", va fer ressò Seth Szostak de la NASA de l'Institut SETI en les seves nombroses declaracions als mitjans. Tanmateix, no estem parlant del contacte amb una civilització alienígena: en els darrers anys, ens han fascinat els nous descobriments precisament dels requisits previs per a l'existència de la vida, com ara els recursos hídrics líquids als cossos del sistema solar, les restes de dipòsits. i rierols. a Mart o la presència de planetes semblants a la Terra a les zones de vida de les estrelles. Així que sentim parlar de les condicions favorables a la vida, i de traces, la majoria de vegades químiques. La diferència entre el present i el que va passar fa unes dècades és que ara les petjades, els signes i les condicions de vida no són excepcionals gairebé enlloc, fins i tot a Venus o a les entranyes de les llunes llunyanes de Saturn.

El nombre d'eines i mètodes utilitzats per descobrir pistes tan específiques està creixent. Estem millorant els mètodes d'observació, escolta i detecció en diferents longituds d'ona. Darrerament s'ha parlat molt de buscar rastres químics, signatures de vida fins i tot al voltant d'estrelles molt llunyanes. Aquest és el nostre "sniff".

Excel·lent dosser xinès

Els nostres instruments són més grans i més sensibles. El setembre de 2016 es va posar en funcionament el gegant. Radiotelescopi xinès FASTla tasca del qual serà buscar signes de vida en altres planetes. Científics de tot el món posen grans esperances en el seu treball. "Serà capaç d'observar més ràpid i més lluny que mai en la història de l'exploració extraterrestre", va dir Douglas Vakoch, president. METI Internacional, una organització dedicada a la recerca de formes alienígenes d'intel·ligència. El camp de visió FAST serà el doble de gran que Telescopi d'Arecibo a Puerto Rico, que ha estat al capdavant durant els últims 53 anys.

El dosser FAST (telescopi esfèric amb obertura de cinc-cents metres) té un diàmetre de 500 m. Està format per 4450 panells triangulars d'alumini. Ocupa una superfície comparable a trenta camps de futbol. Per treballar, necessita silenci total en un radi de 5 km, per tant, gairebé 10 persones dels voltants van ser reubicades. gent. El radiotelescopi es troba en una piscina natural entre el bell paisatge de formacions càrstiques verdes a la província meridional de Guizhou.

Tanmateix, abans que FAST pugui controlar correctament la vida extraterrestre, primer s'ha de calibrar correctament. Per tant, els dos primers anys del seu treball es dedicaran principalment a la recerca prèvia i la regulació.

Milionari i físic

Un dels projectes recents més famosos per buscar vida intel·ligent a l'espai és un projecte de científics britànics i nord-americans, amb el suport del multimilionari rus Yuri Milner. L'empresari i físic ha gastat 100 milions de dòlars en investigacions que s'espera que durin almenys deu anys. "En un dia, recollirem tantes dades com altres programes similars han recollit en un any", diu Milner. El físic Stephen Hawking, que participa en el projecte, diu que la recerca té sentit ara que s'han descobert tants planetes extrasolars. "Hi ha tants mons i molècules orgàniques a l'espai que sembla que hi pot existir vida", va comentar. El projecte s'anomenarà l'estudi científic més gran fins ara a la recerca de signes de vida intel·ligent més enllà de la Terra. Dirigit per un equip de científics de la Universitat de Califòrnia, Berkeley, tindrà un ampli accés a dos dels telescopis més potents del món: banc verd a Virgínia Occidental i Parcs de telescopis a Nova Gal·les del Sud, Austràlia.

Podem reconèixer una civilització avançada des de lluny per:

• la presència de gasos, especialment contaminants atmosfèrics, clorofluorocarburs, diòxid de carboni, metà, amoníac;
• llums i reflexos de la llum d'objectes construïts per la civilització;
• dissipació de calor;
• alliberaments intensos de radiació;
• objectes misteriosos, per exemple, grans estacions i vaixells en moviment;
• l'existència d'estructures la formació de les quals no es pot explicar per referència a causes naturals.

Milner va presentar una altra iniciativa anomenada. Va prometre pagar 1 milió de dòlars. premis a qui creï un missatge digital especial per enviar a l'espai que representi millor la humanitat i la Terra. I les idees del duet Milner-Hawking no acaben aquí. Recentment, els mitjans de comunicació van informar d'un projecte que consisteix a enviar una nanosonda guiada per làser a un sistema estel·lar que assoleix velocitats de... una cinquena part de la velocitat de la llum!

química espacial

Res és més reconfortant per a aquells que busquen vida a l'espai exterior que el descobriment de substàncies químiques "familiars" ben conegudes als confins exteriors de l'espai. Fins i tot núvols de vapor d'aigua "Penjant" a l'espai exterior. Fa uns anys, es va descobrir un núvol així al voltant del quàsar PG 0052+251. Segons el coneixement modern, aquest és el dipòsit d'aigua més gran conegut a l'espai. Càlculs precisos mostren que si tot aquest vapor d'aigua es condense, seria 140 bilions de vegades més que l'aigua de tots els oceans de la Terra. La massa del "dipòsit d'aigua" que es troba entre les estrelles és de 100 XNUMX. vegades la massa del sol. Que en algun lloc hi hagi aigua no vol dir que hi hagi vida. Per tal que prosperi, s'han de complir moltes condicions diferents.

Recentment, escoltem força sovint parlar de "descobertes" astronòmiques de substàncies orgàniques en racons remots de l'espai. El 2012, per exemple, els científics van descobrir a una distància d'uns XNUMX anys llum de nosaltres hidroxilaminaque està formada per àtoms de nitrogen, oxigen i hidrogen i, quan es combina amb altres molècules, teòricament és capaç de formar les estructures de la vida en altres planetes.

Compostos orgànics en un disc protoplanetari que orbita l'estrella MWC 480.

Metilcianur (CH₃CN) я cianoacetilè (HC₃N) que es trobaven al disc protoplanetari que orbitava l'estrella MWC 480, descoberta el 2015 per investigadors del Centre americà d'Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA), és una altra pista que pot haver-hi química a l'espai amb possibilitats de bioquímica. Per què aquesta relació és un descobriment tan important? Estaven presents al nostre sistema solar en el moment en què s'estava formant la vida a la Terra, i sense ells, probablement el nostre món no tindria l'aspecte que té avui. La pròpia estrella MWC 480 és el doble de pesada que la nostra estrella i es troba a uns 455 anys llum del Sol, una mica en comparació amb les distàncies que es troben a l'espai.

Recentment, el juny de 2016, investigadors d'un equip que inclou, entre d'altres, Brett McGuire de l'Observatori NRAO i el professor Brandon Carroll de l'Institut de Tecnologia de Califòrnia van observar rastres de molècules orgàniques complexes pertanyents a l'anomenada molècules quirals. La quiralitat es manifesta en el fet que la molècula original i el seu reflex del mirall no són idèntics i, com tots els altres objectes quirals, no es poden combinar per translació i rotació a l'espai. La quiralitat és característica de molts compostos naturals: sucres, proteïnes, etc. Fins ara, no n'hem vist cap, excepte la Terra.

Aquests descobriments no volen dir que la vida s'origina a l'espai. Tanmateix, suggereixen que almenys algunes de les partícules necessàries per al seu naixement es poden formar allà i després viatjar als planetes juntament amb meteorits i altres objectes.

colors de la vida

Merescut Telescopi espacial Kepler va contribuir al descobriment de més d'un centenar de planetes terrestres i té milers de candidats a exoplanetes. A partir del 2017, la NASA té previst utilitzar un altre telescopi espacial, el successor de Kepler. Satèl·lit d'exploració d'exoplanetes en trànsit, TESS. La seva tasca serà buscar planetes extrasolars en trànsit (és a dir, passant per estrelles pares). En enviar-lo a una òrbita el·líptica alta al voltant de la Terra, podeu escanejar tot el cel per trobar planetes que orbitin estrelles brillants a les nostres proximitats. És probable que la missió duri dos anys, durant els quals s'exploraran al voltant de mig milió d'estrelles. Gràcies a això, els científics esperen descobrir diversos centenars de planetes semblants a la Terra. Altres eines noves com per exemple. Telescopi espacial James Webb (James Webb Space Telescope) hauria de seguir i aprofundir en els descobriments ja fets, sondejar l'atmosfera i buscar pistes químiques que posteriorment puguin conduir al descobriment de la vida.

Projecte Transiting Exoplanet Survey Satellite - Visualització

Tanmateix, pel que sabem aproximadament quines són les anomenades biosignatures de la vida (per exemple, la presència d'oxigen i metà a les atmosferes), no se sap quin d'aquests senyals químics des d'una distància de desenes i centenars de llum. anys finalment decideixen l'assumpte. Els científics coincideixen que la presència d'oxigen i metà al mateix temps és un requisit previ per a la vida, ja que no es coneixen processos no vius que produeixin els dos gasos al mateix temps. Tanmateix, resulta que aquestes signatures poden ser destruïdes per exosatèl·lits, possiblement exoplanetes en òrbita (com ho fan al voltant de la majoria dels planetes del sistema solar). Perquè si l'atmosfera de la Lluna conté metà i els planetes contenen oxigen, aleshores els nostres instruments (en l'etapa actual del seu desenvolupament) poden combinar-los en una signatura d'oxigen-metà sense notar l'exomoon.

Potser no hauríem de buscar rastres químics, sinó el color? Molts astrobiòlegs creuen que els halobacteris van ser dels primers habitants del nostre planeta. Aquests microbis van absorbir l'espectre verd de la radiació i el van convertir en energia. D'altra banda, reflectien la radiació violeta, per la qual cosa el nostre planeta, vist des de l'espai, tenia aquest color.

Per absorbir la llum verda, s'utilitzen halobacteris retinal, és a dir, porpra visual, que es pot trobar als ulls dels vertebrats. Tanmateix, amb el temps, els bacteris explotadors van començar a dominar al nostre planeta. clorofilque absorbeix la llum violeta i reflecteix la llum verda. Per això la terra es veu com es veu. Els astròlegs especulen que en altres sistemes planetaris, els halobacteris poden continuar creixent, de manera que especulen buscar vida als planetes morats.

És probable que els objectes d'aquest color es vegin amb l'esmentat telescopi James Webb, que està previst que es llançarà el 2018. Aquests objectes, però, es poden observar, sempre que no estiguin massa lluny del sistema solar i l'estrella central del sistema planetari sigui prou petita per no interferir amb altres senyals.

Altres organismes primordials en un exoplaneta semblant a la Terra, amb tota probabilitat, plantes i algues. Com que això significa el color característic de la superfície, tant la terra com l'aigua, s'ha de buscar certs colors que indiquen la vida. Els telescopis de nova generació haurien de detectar la llum reflectida pels exoplanetes, que revelarà els seus colors. Per exemple, en el cas d'observar la Terra des de l'espai, es pot veure una gran dosi de radiació. radiació infraroja properaque es deriva de la clorofil·la de la vegetació. Aquests senyals, rebuts a les proximitats d'una estrella envoltada d'exoplanetes, indicarien que "allà" també podria haver-hi alguna cosa creixent. Green ho suggeriria encara amb més força. Un planeta cobert de líquens primitius estaria a l'ombra bilis.

Els científics determinen la composició de les atmosferes dels exoplanetes a partir del trànsit esmentat anteriorment. Aquest mètode permet estudiar la composició química de l'atmosfera del planeta. La llum que passa per l'atmosfera superior canvia el seu espectre: l'anàlisi d'aquest fenomen proporciona informació sobre els elements que hi són presents.

Investigadors de la University College London i de la Universitat de Nova Gal·les del Sud van publicar el 2014 a la revista Proceedings of the National Academy of Sciences una descripció d'un mètode nou i més precís per analitzar l'ocurrència de metà, el més simple dels gasos orgànics, la presència dels quals es reconeix generalment com un signe de vida potencial. Malauradament, els models moderns que descriuen el comportament del metà estan lluny de ser perfectes, de manera que la quantitat de metà a l'atmosfera de planetes llunyans se sol subestimar. Utilitzant superordinadors d'última generació proporcionats pel projecte DiRAC () i la Universitat de Cambridge, s'han modelat uns 10 milions de línies espectrals, que es poden associar amb l'absorció de radiació per part de molècules de metà a temperatures de fins a 1220 °C. . La llista de noves línies, unes 2 vegades més llarga que les anteriors, permetrà estudiar millor el contingut de metà en un rang de temperatures molt ampli.

El metà indica la possibilitat de vida, mentre que un altre gas molt més car oxigen - resulta que no hi ha cap garantia de l'existència de la vida. Aquest gas a la Terra prové principalment de plantes fotosintètiques i d'algues. L'oxigen és un dels principals signes de vida. Tanmateix, segons els científics, pot ser un error interpretar la presència d'oxigen com a equivalent a la presència d'organismes vius.

Estudis recents han identificat dos casos en què la detecció d'oxigen a l'atmosfera d'un planeta llunyà pot donar una indicació falsa de la presència de vida. En tots dos, es va produir oxigen com a resultat productes no abiòtics. En un dels escenaris que vam analitzar, la llum ultraviolada d'una estrella més petita que el Sol podria danyar el diòxid de carboni a l'atmosfera d'un exoplaneta, alliberant-ne molècules d'oxigen. Les simulacions per ordinador han demostrat que la desintegració del CO₂ dóna no només₂, però també una gran quantitat de monòxid de carboni (CO). Si aquest gas es detecta amb força a més d'oxigen a l'atmosfera de l'exoplaneta, podria indicar una falsa alarma. Un altre escenari es refereix a les estrelles de poca massa. La llum que emeten contribueix a la formació de molècules d'O de curta durada.₄. El seu descobriment al costat d'O₂ també hauria de provocar una alarma per als astrònoms.

Buscant metà i altres rastres

El principal mode de trànsit diu poc sobre el mateix planeta. Es pot utilitzar per determinar la seva mida i distància de l'estrella. Un mètode per mesurar la velocitat radial pot ajudar a determinar la seva massa. La combinació dels dos mètodes permet calcular la densitat. Però, és possible examinar l'exoplaneta més de prop? Resulta que ho és. La NASA ja sap com veure millor planetes com Kepler-7 b, per als quals s'han utilitzat els telescopis Kepler i Spitzer per cartografiar núvols atmosfèrics. Va resultar que aquest planeta és massa calent per a les formes de vida tal com el coneixem, amb temperatures que oscil·len entre els 816 i els 982 °C. Tanmateix, el fet mateix d'una descripció tan detallada és un gran pas endavant, atès que estem parlant d'un món que es troba a cent anys llum de nosaltres.

L'òptica adaptativa, que s'utilitza en astronomia per eliminar les pertorbacions causades per les vibracions atmosfèriques, també serà útil. El seu ús és controlar el telescopi amb un ordinador per tal d'evitar la deformació local del mirall (de l'ordre de diversos micròmetres), que corregeix errors en la imatge resultant. sí que funciona Escàner del planeta Gemini (GPI) ubicada a Xile. L'eina es va llançar per primera vegada el novembre de 2013. GPI utilitza detectors d'infrarojos, que són prou potents per detectar l'espectre de llum d'objectes foscos i llunyans com els exoplanetes. Gràcies a això, serà possible aprendre més sobre la seva composició. El planeta va ser escollit com un dels primers objectius d'observació. En aquest cas, el GPI funciona com un coronògraf solar, és a dir, atenua el disc d'una estrella llunyana per mostrar la brillantor d'un planeta proper.

La clau per observar els "signes de vida" és la llum d'una estrella que orbita el planeta. Els exoplanetes, que passen per l'atmosfera, deixen un rastre específic que es pot mesurar des de la Terra mitjançant mètodes espectroscòpics, és a dir. anàlisi de la radiació emesa, absorbida o dispersa per un objecte físic. Es pot utilitzar un enfocament similar per estudiar les superfícies dels exoplanetes. Tanmateix, hi ha una condició. Les superfícies han d'absorbir o dispersar suficientment la llum. Els planetes en evaporació, és a dir, els planetes les capes exteriors dels quals suren en un gran núvol de pols, són bons candidats.

Com a resultat, ja podem reconèixer elements com nuvolositat del planeta. L'existència d'una densa cobertura de núvols al voltant dels exoplanetes GJ 436b i GJ 1214b es va establir a partir d'una anàlisi espectroscòpica de la llum de les estrelles pares. Tots dos planetes pertanyen a la categoria de les anomenades super-Terres. GJ 436b es troba a 36 anys llum de la Terra a la constel·lació de Lleó. GJ 1214b es troba a la constel·lació d'Ophiuchus, a 40 anys llum de distància.

L'Agència Espacial Europea (ESA) treballa actualment en un satèl·lit la tasca del qual serà caracteritzar i estudiar amb precisió l'estructura dels exoplanetes ja coneguts (CHEOPS). El llançament d'aquesta missió està previst per al 2017. La NASA, al seu torn, vol enviar el ja esmentat satèl·lit TESS a l'espai el mateix any. El febrer de 2014, l'Agència Espacial Europea va aprovar la missió PLATÓ, associat amb l'enviament d'un telescopi a l'espai dissenyat per buscar planetes semblants a la Terra. Segons el pla actual, l'any 2024 hauria de començar a buscar objectes rocosos amb contingut d'aigua. Aquestes observacions també haurien d'ajudar a la recerca de l'exomoon, de la mateixa manera que es van utilitzar les dades de Kepler.

L'ESA europea va desenvolupar el programa fa uns quants anys. Darwin. La NASA tenia un "rastreig planetari" similar. TPF (). L'objectiu d'ambdós projectes era estudiar planetes de la mida de la Terra per detectar la presència de gasos a l'atmosfera que indiquen condicions favorables per a la vida. Tots dos incloïen idees atrevides per a una xarxa de telescopis espacials que col·laboren en la recerca d'exoplanetes semblants a la Terra. Fa deu anys, les tecnologies encara no estaven prou desenvolupades i es van tancar programes, però no tot va ser en va. Enriquits per l'experiència de la NASA i l'ESA, actualment estan treballant junts en el telescopi espacial Webb esmentat anteriorment. Gràcies al seu gran mirall de 6,5 metres, es podrà estudiar les atmosferes de grans planetes. Això permetrà als astrònoms detectar rastres químics d'oxigen i metà. Aquesta serà informació específica sobre les atmosferes dels exoplanetes: el següent pas per perfeccionar el coneixement sobre aquests mons llunyans.

Diversos equips estan treballant a la NASA per desenvolupar noves alternatives de recerca en aquesta àrea. Un d'aquests menys coneguts i encara en les seves primeres etapes és el . Es tractarà de com enfosquir la llum d'una estrella amb alguna cosa com un paraigua, de manera que pugueu observar els planetes dels seus afores. Mitjançant l'anàlisi de les longituds d'ona, serà possible determinar els components de les seves atmosferes. La NASA avaluarà el projecte aquest any o el que ve i decidirà si la missió val la pena. Si comença, aleshores el 2022.

Civilitzacions a la perifèria de les galàxies?

Trobar rastres de vida significa aspiracions més modestes que la recerca de civilitzacions extraterrestres senceres. Molts investigadors, inclòs Stephen Hawking, no aconsellen aquest últim, a causa de les possibles amenaces per a la humanitat. En cercles seriosos, normalment no s'esmenta cap civilització alienígena, germans espacials o éssers intel·ligents. Tanmateix, si volem buscar extraterrestres avançats, alguns investigadors també tenen idees sobre com augmentar les possibilitats de trobar-los.

Eg. L'astrofísica Rosanna Di Stefano de la Universitat de Harvard diu que les civilitzacions avançades viuen en cúmuls globulars densament empaquetats als afores de la Via Làctia. La investigadora va presentar la seva teoria a la reunió anual de l'American Astronomical Society a Kissimmee, Florida, a principis de 2016. Di Stefano justifica aquesta hipòtesi força controvertida pel fet que a la vora de la nostra galàxia hi ha uns 150 cúmuls esfèrics antics i estables que proporcionen un bon terreny per al desenvolupament de qualsevol civilització. Les estrelles molt espaiades poden significar molts sistemes planetaris molt espaiats. Tantes estrelles agrupades en boles són un bon terreny per a salts amb èxit d'un lloc a un altre mentre es manté una societat avançada. La proximitat de les estrelles als cúmuls podria ser útil per mantenir la vida, va dir Di Stefano.