Süperteleskoplar, uzak dünyaların atmosferini doğrudan gözlemlememizi sağlayacak muazzam zemin ve uzay tabanlı gözlemevleri geliyor. Dünya'da yaşam olduğunu biliyoruz ve atmosferimiz hikayeyi anlatıyor, öyleyse aynı şeyi ekstrasolar gezegenlerle de yapabilir miyiz? Görünüşe göre, atmosferde tek bir biyo-imza, evet, kesinlikle, o dünyada hayatın gerçekten zor olduğunu söyleyen bir kimyasal ortaya çıkıyor.
İtiraf etmeliyim ki, geçmişte bunun için oldukça kötüyüm. Astronomi Cast ve Haftalık Uzay Hangout'unun eski bölümlerinde, burada Uzay Rehberi'nde bile, uzak bir dünyanın atmosferini örnekleyebilseydik, orada yaşam varsa inançla söyleyebiliriz dedim.
Sadece atmosferdeki ozonu, metanı, hatta kirliliği tespit edin ve “orada yaşam var” diyebilirsiniz. Gelecek Fraser gelecek Fraser düzeltmek için burada. Uzaylılar arayışındaki naif coşkusuna hayran kalırken, her zaman olduğu gibi, her şeyden önce daha önce düşündüğümüzden daha zor olacak.
Astrobiyologlar aslında orada hayat olduğunu söylemek için kullanılabilecek tek bir sigara silahı biyografisi bulmakta zorlanıyorlar. Çünkü doğal süreçler bizi kandırmanın akıllıca yollarına sahip gibi görünüyor.
Bazı potansiyel biyo-imzalar nelerdir, neden sorunludurlar ve bu onayı almak için ne gerekir?
Eve yakın bir dünyayla başlayalım: Mars.
Neredeyse yirmi yıldır, gökbilimciler Mars atmosferinde büyük metan bulutları tespit ettiler. Burada Dünya'da metan, bakteriler ve osuruk inekler gibi canlılardan geliyor. Dahası, metan güneş ışığından kolayca parçalanır, bu da milyarlarca yıl öncesinden kalan eski metan olmadığı anlamına gelir. Mars'taki bazı süreçler onu sürekli yeniliyor.
Ama ne?
Yaşamın yanı sıra, kayalar ısıtılmış suyla etkileşime girdiğinde metan volkanizma yoluyla doğal olarak oluşabilir.
NASA, Ruh ve Fırsat gezginleri ile bu sorunun alt kısmına ulaşmaya çalıştı ve Merak'ın metanın kaynağını bulmak için araçlara sahip olması bekleniyordu.
Birkaç ay boyunca, Merak yüzeyde orada bir miktar metan artışı tespit etti, ancak bu bile bir tartışmaya yol açtı. Gezginin kendisinin metan taşıdığı ve etrafındaki alanı kirletebileceği ortaya çıktı. Belki de tespit ettiği metan kendisinden geldi. Ayrıca kayalık bir göktaşı yakına düştü ve sonuçları kirleten bir miktar gaz çıkardı.
Avrupa Uzay Ajansı'nın ExoMars misyonu Ekim 2016'da Mars'a geldi. Schiaparelli Lander imha edilmiş olmasına rağmen, Trace Gas Orbiter yolculuktan kurtuldu ve Mars'ın atmosferini ayrıntılı bir şekilde haritalamaya başladı, metanı havalandırabilecek yerleri araştırdı. sonuçta kesin sonuçlarımız yok.
Başka bir deyişle, Mars'taki en az metan kokusunu çıkarmak için tasarlanmış aletlerle donatılmış bir yörünge ve iniş filosu var.
Mars'taki metan seviyelerinin mevsimlerle nasıl yükselip düştüğü ve yaşamı belirten bazı ilginç ipuçları var, ancak astrobiyologlar hala aynı fikirde değiller.
Olağanüstü iddialar olağanüstü kanıtlar ve bunların hepsini gerektirir.
Bazı teleskoplar, diğer yıldızların etrafında dönen gezegenlerin atmosferini zaten ölçebilir. Son on yıldır, NASA’nın Spitzer Uzay Teleskobu çeşitli dünyaların atmosferini planlıyor. Örneğin, sıcak jüpiter HD 189733b'nin bir haritası
. Yer berbat, ama vay be, bir atmosferi ölçmek için, başka bir gezegenin, bu oldukça muhteşem.
Bu başarıyı, gezegen önünden geçerken yıldızın kimyasallarını ölçerek yaparlar ve daha sonra gezegen olmadığında ölçerler. Bu, gezegenin partiye hangi kimyasalları getirdiğini size söyler.
Ayrıca, yakındaki bir yıldızın etrafında dönen nispeten küçük Neptün büyüklüğünde bir dünya olan ve gezegenin atmosferinde su buharı bulmak için sürpriz olan HAT-P-26b'nin atmosferini ölçebildiler.
Bu hayatın olduğu anlamına mı geliyor? Dünyanın neresinde su bulursak yaşarız. Hayır, yaşam olmadan tamamen su alabilirsiniz.
2019'da başladığında, NASA’nın James Webb Uzay Teleskopu bu atmosferik algılamayı bir üst seviyeye taşıyacak ve böylece gökbilimcilerin çok daha fazla dünyanın atmosferini çok daha yüksek bir çözünürlükle incelemelerine izin verecek.
Webb için ilk hedeflerden biri kırmızı cüce yıldızın yaşanabilir bölgesinde dönen yarım düzine gezegeniyle TRAPPIST-1 sistemi olacak. Webb yaşam için ozon, metan ve diğer potansiyel biyo-imzaları tespit edebilmelidir.
Öyleyse uzak bir dünyayı görmek ve orada hayatın olduğundan emin olmak için ne gerekiyor?
Alman Havacılık ve Uzay Merkezi'nden astrobiyolog John Lee Grenfell geçtiğimiz günlerde orada olabilecek tüm dış-gezegen biyo-imzalarından geçen bir rapor hazırladı ve onları başka bir dünyada yaşam belirtisi olma ihtimalleri açısından gözden geçirdi.
İlk hedef moleküler oksijen veya O2 olacaktır. Şu anda nefes alıyorsunuz. Her nefesin% 21'i zaten. Oksijen başka bir dünyanın atmosferinde binlerce yıl kaynaksız kalacak.
Burada Dünya üzerinde fotosentez ile üretilir, ancak bir dünya yıldızı tarafından dövülüyorsa ve atmosferi kaybediyorsa, hidrojen uzaya üflenir ve moleküler oksijen kalabilir. Başka bir deyişle, her iki şekilde de emin olamazsınız.
Ozona ne dersin, aka O3? O2, atmosferdeki kimyasal bir işlemle O3'e dönüştürülür. Kulağa iyi bir aday gibi geliyor, ama sorun şu ki, ozon da üretebilen doğal süreçler var. Venüs'te, biri Mars'ta bir ozon tabakası var ve Güneş Sistemi'ndeki buzlu ayların etrafında bile tespit edildi.
Gülen gaz olarak da bilinen azot oksit var. Topraktaki bakteriler tarafından üretilir ve Dünya'nın azot döngüsüne katkıda bulunur. Ve iyi haberler var, Dünya Güneş Sisteminde atmosferinde azot oksit bulunan tek dünya gibi görünüyor.
Ancak bilim adamları, kükürt açısından zengin okyanusu gezegende azotla etkileşime girdiğinde, bu kimyasalın Dünya'nın erken tarihinde nasıl üretilebileceğine dair modeller geliştirdiler. Aslında, hem Venüs hem de Mars benzer bir döngüden geçebilirdi.
Başka bir deyişle, hayatı görüyor olabilirsiniz ya da genç bir gezegeni görüyor olabilirsiniz.
Sonra metan var, bahsettiğimiz çok zaman harcadığımız kimyasal. Bahsettiğim gibi, burada Dünya'da yaşam tarafından üretilen metan var, ama aynı zamanda Mars'ta ve Titan'da sıvı metan okyanusları var.
Astrobiyologlar etan, izopren gibi başka hidrokarbonlar önerdiler, ancak bunların da kendi sorunları var.
İleri medeniyetlerin yaydığı kirleticiler ne olacak? Astrobiyologlar bu "teknosignatürler" olarak adlandırırlar ve kloroflorokarbonlar veya nükleer serpinti gibi şeyler içerebilirler. Ama yine, bu kimyasalların ışık yıllarını tespit etmek zor olurdu.
Gökbilimciler, sadece temel oluşturmak için ölü toprakları aramamızı önerdiler. Bunlar yaşanabilir bölgede bulunan dünyalar olurdu, ama açıkça hayat hiç gitmedi. Sadece kaya, su ve biyolojik olarak yaratılmamış bir atmosfer.
Sorun şu ki, muhtemelen bir dünyanın öldüğünü doğrulamanın bir yolunu bile bulamıyoruz. Atmosferde görmeyi beklediğiniz kimyasallar, karbondioksit gibi okyanuslar tarafından emilebilir, bu yüzden olumsuz bir onay bile veremezsiniz.
Bir yöntem, atmosferleri taramayı bile içermeyebilir. Dünyadaki bitki örtüsü 700-750 nanometre bölgesindeki ışığın çok özel bir dalga boyunu yansıtır. Astrobiyologlar buna “kırmızı kenar” diyorlar, çünkü diğer yüzeylere kıyasla yansıtmada 5 kat artış göreceksiniz.
Bugün bunu yapacak teleskoplarımız olmasa da, bir gezegenden gelen ışığın yakındaki bir aya nasıl yansıdığını görmek ve bunu analiz etmek gibi gerçekten akıllı fikirler var. Gezegen dışı güneş ışığı aranıyor.
Aslında, Dünya'nın erken tarihinde, Arkeolojik bakteriler nedeniyle daha mor görünüyordu.
Çevrimiçine gelen ve bu soruya daha fazla itmemize yardımcı olacak bir uzay aracı ve yer gözlemevi filosu var.
ESA’nın Gaia misyonu Samanyolu'ndaki yıldızların% 1'ini haritalayacak ve karakterize edecek, bize orada ne tür yıldızların bulunduğunu söyleyecek ve daha fazla gözlem için binlerce gezegen tespit edecek.
Transiting Exoplanet Space Survey (TESS) 2018'de başlatılır ve çevremizdeki tüm Transit Dünya boyutunda ve daha büyük dış gezegenleri bulacaktır.
PLATO 2 misyonu yaşanabilir bölgede kayalık dünyalar bulacak ve James Webb atmosferlerini inceleyebilecek. Ayrıca 2030'larda çevrimiçi olabilecek devasa LUVOIR teleskopu hakkında konuştuk ve bu gözlemleri bir sonraki seviyeye taşıdık.
Ve eserlerde çok daha fazla yer ve yer tabanlı gözlemevi var.
Bir sonraki teleskop turu çevrimiçi hale geldikçe, başka bir yıldızın etrafında dönen Dünya çapındaki bir dünyanın atmosferini doğrudan ölçebilen astrobiyologlar, orada yaşamın açık bir işaretini sağlayan bir biyo-imza bulmak için mücadele edecekler.
Kesinlik yerine, gördüğümüz şeyi anlamlandırmak için aynı mücadeleye sahip olacağız gibi görünüyor. Gökbilimciler çözülmemiş soruları cevaplamak için yeni teknikler ve yeni araçlar geliştirecekler.
Biraz zaman alacak ve belirsizliğin üstesinden gelmek zor olacak. Ama unutmayın, bu muhtemelen herkesin sorabileceği en önemli bilimsel sorudur: Evrende yalnız mıyız?
Cevap beklemeye değer.
Kaynak: John Lee Grenfell: Dış Gezegensel Biyoişlemlerin Gözden Geçirilmesi.
Hat bu konuda beni yönlendirdiği için Dr. Kimberly Cartier'e ipucu ver. EOS Magazine'deki çalışmalarını takip edin.
