VILNIUS, sausio 9 — Sputnik. Per trisdešimt metų buvo atrasti beveik penki tūkstančiai planetų, esančių už Saulės sistemos ribų, ir jų skaičius auga. Manoma, kad mūsų galaktikoje yra šimtai milijonų potencialiai apgyvendintų pasaulių. Apie tai, ar įmanoma, būnant už daug šviesmečių, atpažinti gyvybę ant jų — RIA Novosti autoriaus Konstantino Ldovo medžiagoje.
Nenuginčijami įkalčiai
Skystas vanduo — pagrindinis į žemę panašios gyvybės atsiradimo ir vystymosi veiksnys (neatmetami ir kiti variantai, pavyzdžiui, ant silicio, o ne ant anglies, tačiau tai yraatskira kalba). Apgyvendinta planeta turėtų būti iš geležies ir akmens, sverti nuo dešimtosios dalies iki dešimties žemiškos masės. Ir žvaigždė reikalinga tinkama. Jei ji kelis kartus sunkesnė už Saulę, biosfera tiesiog neturės laiko susiformuoti.
Šviesiausioms žvaigždėms gyvenamoji zona yra per arti, ten nesikeičia diena ir naktis, taip pat metų laikai. Be to, žvaigždžių vėjas ir ultravioletinė spinduliuotė neigiamai veikia gyvus organizmus ir prisideda prie atmosferos praradimo. Apsauga — magnetinis laukas, kuriam atsirasti reikalingas skystas geležinis branduolys. Be to, svarbų vaidmenį vaidina mėnulis.
Jei planeta savo mase ir spinduliu yra panaši į Žemę ir yra žvaigždės gyvenamojoje zonoje, galima pradėti ieškoti gyvybės pėdsakų — biosignatūrų, arba biožymenų (antrasis terminas mažiau sėkmingas, nes naudojamas ir medicinoje ).
Pagrindinės biosignatūros — tai yra deguonis, ozonas, vanduo, metanas ir anglies dioksidas. Be to, azoto oksidas, amoniakas, dimetilsulfidas, dimetildisulfidas, chlormetanas ir fosfinas. Atskirai šios medžiagos atsiranda ir negyvenamose planetose. Bet jei jos yra kartu, tai padidina šansus.
Biosignatūros padeda atskleisti atmosferos spektro analizę. Ji gaunama tiriant pačios egzoplanetos spinduliuotę infraraudonųjų spindulių diapazone, jos atspindėtą šviesą arba praėjimą po pagrindinės žvaigždės diską. Absorbavimo linijos parodys, kokių cheminių elementų ten yra ir kokia jų koncentracija.
Linksminantis ir suteikiantis gyvybę
Deguonis Žemėje atsiranda fotosintezės būdu ir užima apie 20 procentų atmosferos. Šias dujas lengva atpažinti, nes jos stipriai sugeria spinduliuotę infraraudonojoje srityje. Maždaug prieš dvidešimt metų, renkantis kosminio interferometro TPF (Terrestrial Planet Finder) dažnių diapazoną, buvo orientuotasiį deguonį. Deja, projektas buvo atšauktas.
Dabar viltys siejamos su Džeimso Vebo kosminiu teleskopu, kuris gruodžio 24 dieną startuoja iš Kuru kosmodromo. Amerikiečių mokslininkai pademonstravo, kad jis gali aptikti TRAPPIST-1 sistemos egzoplanetų atmosferoje esantį deguonį, kurio koncentracija netiesiogiai rodo gyvybės egzistavimą.
Ozonas — dar vienas geras kandidatas į biosignatūras. Jis susidaro iš deguonies ir yra aiškiai matomas ultravioletiniu teleskopu.
Tačiau deguonis gali susidaryti tik natūraliuose procesuose, kurie nėra susiję su gyvybe. Pavyzdžiui, vandens molekulių fotolizės metu. Jei planeta yra agresyvaus raudonojo nykštuko, kuris skleidžia daug rentgeno ir ultravioletinių spindulių, gyvenamojoje zonoje, vanduo suskils į vandenilį ir deguonį. Pirmasis — lengvasis — išgaruos į kosmosą, antrasis — sunkusis — liks atmosferoje.
Žemę apsaugo "šalčio spąstai": vandens garai kondensuojasi, o paskui iškrenta kritulių pavidalu. Jo susidarymas yra susijęs su azotu. Todėl jei egzoplanetos atmosferoje yra, tarkime, 20 procentų deguonies ir daugiau nei 70 procentų azoto, tai yra praktiškai tikslus gyvybės įrodymas. Abiogeninėmis sąlygomis tokių mišinių neatsiranda (arba mes dar nežinome apie tokius procesus).
Kitas svarbus ženklas — metanas. Žemėje jį gamina bakterijos, taip pat ir atrajotojų virškinimo trakte. Daug mažesniais kiekiais jis susidaro ugnikalnių išsiveržimų metu.
2020 metų rudenį Vašingtono ir Kalifornijos universitetų mokslininkai priėjo prie išvados, kad metano ir anglies dioksido derinys yra patikima biosignatūra, jei atmosferoje yra nereikšmingas anglies monoksido kiekis. Termodinaminis modelis parodė, kad ugnikalniai vargu ar pagamins tiek metano, kiek biologiniai šaltiniai. Tačiau mokslininkai pažymi, kad šie rezultatai pagrįsti Žemės ir Saulės sistemos dangaus kūnų tyrimais, todėl juos dar reikia patikslinti.
Dar variantas — azoto oksidas ("linksminančios dujos"). Jį gamina dirvoje esančios bakterijos. Tačiau gali būti, kad šis junginys atsirado tolimoje Žemės praeityje, kai jos vandenynas, kuriame buvo gausu sieros, sąveikavo su azotu. Tai yra, azoto oksidas atmosferoje gali reikšti, kad susiduriame su jauna, neapgyvendinta planeta.
Neseniai Masačusetso technologijos instituto astronomai pasiūlė izopreną (C5H8) įtraukti į galimų biosignatūrų sąrašą. Per metus Žemėje susidaro 400-600 megatonų šių dujų. Didžiąją dalį suteikia tropiniai augalai. Kuklesnį indėlį įneša gyvūnai, grybai ir bakterijos.
Atmosferoje izoprenas suyra per kelias valandas, ypač dėl reakcijų su deguonies turinčiais junginiais. Jei gyvybę teikiančių dujų mažai, kaupsis izoprenas. Taip vyko per pirmuosius 2,4 milijardo mūsų planetos egzistavimo metų.
Remiantis skaičiavimais, Džeimso Vebo teleskopas gali aptikti izopreną superžemės dydžio egzoplanetos atmosferoje, jei jo šaltinis yra kelis kartus galingesnis nei Žemėje. Taip pat svarbu nepainioti izopreno su metanu ir kitais angliavandeniliais.
Veneroje, oi, Veneroje...
Saulės sistemos planetose ir toliau ieškoma gyvybės ženklų.
Tikras sujudimas kilo, kai 2020 m. rugsėjį Kardifo universiteto mokslininkų grupė žurnale "Nature" paskelbė Veneros dujų luobelės stebėjimo antžeminiu Maksvelo teleskopu ir ALMA radijo teleskopų kompleksu rezultatus. Astronomai aptiko fosfino, vieno iš potencialių biosignatūrų, pėdsakų. Žemėje jį sukuria anaerobinės bakterijos.
Mokslininkai pažymėjo, kad fosfino koncentracija Veneros atmosferoje yra labai rimta ir daugiausia randama pusiaujo regione, 50–60 kilometrų aukštyje. Atšiauriomis Veneros sąlygomis ši molekulė vidutiniškai egzistuoja apie ketvirtį valandos. Tai reiškia, kad kažkas nuolat jį sintetina dideliais kiekiais.
Šios išvados iš karto buvo sukritikuotos. Atsakydami į tai, mokslininkai pateikė konservatyvesnį įvertinimą. Taip pat į fosfiną netiesiogiai nurodė ir maždaug prieš keturiasdešimt metų gautų tarpplanetinės stoties "Pioner-13" zondo archyvinių duomenų analizė.
Šią vasarą Kornelio universiteto ekspertai pranešė, kad Veneros atmosferoje esantis fosfinas greičiausiai yra vulkaninės kilmės. Tačiau jų darbas yra vertinamojo pobūdžio.
Spalio mėnesį pasirodė specialus žurnalo "Astrobiology" numeris, kuriame pasisakoma už ir prieš Veneros debesų tinkamumą mikrobams.
Taigi diskusija tęsiasi net apie artimiausią mūsų kaimynę. Ką galima pasakyti apie šimtus milijonų tolimų planetų.