Buscando, escoitando e cheirando

"Dentro dunha década, atoparemos probas convincentes de vida máis aló da Terra", dixo Ellen Stofan, directora científica da axencia, na Conferencia de Mundos Habitables no Espazo da NASA en abril de 2015. Engadiu que os feitos irrefutables e definitorios sobre a existencia de vida extraterrestre recolleranse dentro de 20-30 anos.

"Sabemos onde mirar e como mirar", dixo Stofan. "E xa que estamos no bo camiño, non hai motivos para dubidar de que atoparemos o que buscamos". O que se quería dicir exactamente por un corpo celeste, os representantes da axencia non especificaron. As súas afirmacións indican que podería tratarse, por exemplo, de Marte, outro obxecto do sistema solar, ou algún tipo de exoplaneta, aínda que neste último caso é difícil asumir que se obterán evidencias concluíntes nunha soa xeración. Definitivamente Os descubrimentos dos últimos anos e meses demostran unha cousa: a auga -e en estado líquido, que se considera condición necesaria para a formación e mantemento dos organismos vivos- é ​​abundante no sistema solar.

"Para 2040, teremos descuberto a vida extraterrestre", fixo eco o Seth Szostak da NASA do Instituto SETI nas súas numerosas declaracións aos medios. Non obstante, non estamos a falar de contacto cunha civilización alieníxena: nos últimos anos, fascináronnos os novos descubrimentos de precisamente os requisitos previos para a existencia da vida, como os recursos hídricos líquidos nos corpos do sistema solar, os rastros de encoros. e regatos. en Marte ou a presenza de planetas semellantes á Terra nas zonas de vida das estrelas. Así que escoitamos falar das condicións propicias para a vida, e de trazos, a maioría das veces químicos. A diferenza entre o presente e o que pasou hai unhas décadas é que agora as pegadas, os signos e as condicións de vida non son excepcionais en case ningún lugar, mesmo en Venus ou nas entrañas das lúas distantes de Saturno.

O número de ferramentas e métodos utilizados para descubrir pistas tan específicas está crecendo. Estamos mellorando os métodos de observación, escoita e detección en varias lonxitudes de onda. Fálase moito ultimamente de buscar rastros químicos, sinaturas de vida mesmo arredor de estrelas moi afastadas. Este é o noso "sniff".

Excelente dosel chino

Os nosos instrumentos son máis grandes e sensibles. En setembro de 2016 púxose en funcionamento o xigante. Radiotelescopio chinés FASTcuxa tarefa será buscar sinais de vida noutros planetas. Científicos de todo o mundo depositan grandes esperanzas no seu traballo. "Poderá observar máis rápido e máis lonxe que nunca na historia da exploración extraterrestre", dixo Douglas Vakoch, presidente. METI Internacional, unha organización dedicada á procura de formas alieníxenas de intelixencia. O campo de visión FAST será o dobre de grande Telescopio de Arecibo en Porto Rico, que estivo á vangarda durante os últimos 53 anos.

O dosel FAST (telescopio esférico de cincocentos metros de apertura) ten un diámetro de 500 m. Está formado por 4450 paneis triangulares de aluminio. Ocupa unha superficie comparable a trinta campos de fútbol. Para traballar, necesita silencio total nun radio de 5 km, polo tanto, case 10 persoas da contorna foron recolocadas. persoas. O radiotelescopio está situado nunha piscina natural entre o fermoso escenario de formacións cársticas verdes na provincia sureña de Guizhou.

Non obstante, antes de que FAST poida controlar correctamente a vida extraterrestre, primeiro debe ser calibrado correctamente. Polo tanto, os dous primeiros anos do seu traballo dedicaranse principalmente á investigación preliminar e á regulación.

Millonario e físico

Un dos proxectos recentes máis famosos para buscar vida intelixente no espazo é un proxecto de científicos británicos e estadounidenses, apoiado polo multimillonario ruso Yuri Milner. O empresario e físico gastou 100 millóns de dólares nunha investigación que se espera que dure polo menos dez anos. "Nun día, recolleremos tantos datos como outros programas similares recolleron nun ano", di Milner. O físico Stephen Hawking, que participa no proxecto, di que a busca ten sentido agora que se descubriron tantos planetas extrasolares. "Hai tantos mundos e moléculas orgánicas no espazo que parece que alí pode existir vida", comentou. O proxecto chamarase o maior estudo científico ata o momento que busca sinais de vida intelixente máis aló da Terra. Liderado por un equipo de científicos da Universidade de California, Berkeley, terá un amplo acceso a dous dos telescopios máis poderosos do mundo: banco verde en Virxinia Occidental e Parques de telescopios en Nova Gales do Sur, Australia.

Podemos recoñecer unha civilización avanzada desde lonxe por:

• a presenza de gases, especialmente contaminantes atmosféricos, clorofluorocarbonos, dióxido de carbono, metano, amoníaco;
• luces e reflexos da luz de obxectos construídos pola civilización;
• disipación de calor;
• liberación de radiación intensa;
• obxectos misteriosos - por exemplo, grandes estacións e barcos en movemento;
• a existencia de estruturas cuxa formación non se pode explicar por referencia a causas naturais.

Milner presentou outra iniciativa chamada. Prometeu pagar 1 millón de dólares. premios a quen crea unha mensaxe dixital especial para enviar ao espazo que mellor represente á humanidade e á Terra. E as ideas do dúo Milner-Hawking non rematan aí. Recentemente, os medios informaron sobre un proxecto que consiste en enviar unha nanosonda guiada por láser a un sistema estelar que alcanza velocidades de... ¡un quinto da velocidade da luz!

química espacial

Nada é máis reconfortante para aqueles que buscan vida no espazo exterior que o descubrimento de coñecidos produtos químicos "familiares" nos confins exteriores do espazo. Mesmo nubes de vapor de auga "Colgando" no espazo exterior. Hai uns anos, unha nube deste tipo foi descuberta arredor do quásar PG 0052+251. Segundo o coñecemento moderno, este é o maior depósito de auga coñecido no espazo. Cálculos precisos mostran que se todo este vapor de auga se condensase, sería 140 billóns de veces máis que a auga de todos os océanos da Terra. A masa do "depósito de auga" que se atopa entre as estrelas é de 100 XNUMX. veces a masa do sol. Que nalgún lugar haxa auga non significa que alí haxa vida. Para que floreza, débense cumprir moitas condicións diferentes.

Recentemente, escoitamos a miúdo falar de "achados" astronómicos de substancias orgánicas en recunchos remotos do espazo. En 2012, por exemplo, os científicos descubriron a unha distancia duns XNUMX anos luz de nós hidroxilaminaque está composta por átomos de nitróxeno, osíxeno e hidróxeno e, en combinación con outras moléculas, é teoricamente capaz de formar as estruturas da vida noutros planetas.

Compostos orgánicos nun disco protoplanetario que orbita a estrela MWC 480.

Cianuro de metilo (CH₃CN) á cianoacetileno (JSC₃N) que estaban no disco protoplanetario que orbitaba a estrela MWC 480, descuberto en 2015 por investigadores do Centro Americano de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA), é outra pista de que pode haber química no espazo con posibilidades de bioquímica. Por que esta relación é un descubrimento tan importante? Estaban presentes no noso sistema solar no momento en que se estaba formando a vida na Terra, e sen eles, o noso mundo probablemente non se vería como ten hoxe. A estrela MWC 480 é o dobre de pesada que a nosa estrela e está a uns 455 anos luz do Sol, o que é un pouco comparado coas distancias que se atopan no espazo.

Recentemente, en xuño de 2016, investigadores dun equipo que inclúe, entre outros, Brett McGuire do Observatorio NRAO e o profesor Brandon Carroll do Instituto Tecnolóxico de California observaron vestixios de moléculas orgánicas complexas pertencentes ao chamado moléculas quirais. A quiralidade maniféstase no feito de que a molécula orixinal e o seu reflexo espello non son idénticos e, como todos os outros obxectos quirais, non se poden combinar por traslación e rotación no espazo. A quiralidade é característica de moitos compostos naturais: azucres, proteínas, etc. Ata o momento, non vimos ningún deles, excepto a Terra.

Estes descubrimentos non significan que a vida se orixina no espazo. Non obstante, suxiren que polo menos algunhas das partículas necesarias para o seu nacemento poden formarse alí e despois viaxar aos planetas xunto con meteoritos e outros obxectos.

cores da vida

Merecido Telescopio espacial Kepler contribuíu ao descubrimento de máis de cen planetas terrestres e ten miles de candidatos a exoplanetas. A partir de 2017, a NASA planea utilizar outro telescopio espacial, o sucesor de Kepler. Satélite de exploración de exoplanetas en tránsito, TESS. A súa tarefa será buscar planetas extrasolares en tránsito (é dicir, pasando por estrelas pais). Enviándoo a unha órbita elíptica alta arredor da Terra, podes escanear todo o ceo en busca de planetas que orbitan estrelas brillantes nas nosas proximidades inmediatas. É probable que a misión dure dous anos, durante os cales se explorarán preto de medio millón de estrelas. Grazas a isto, os científicos esperan descubrir varios centos de planetas similares á Terra. Outras ferramentas novas, como p. Telescopio espacial James Webb (James Webb Space Telescope) debería seguir e investigar nos descubrimentos xa feitos, sondar a atmosfera e buscar pistas químicas que posteriormente poidan levar ao descubrimento da vida.

Proxecto Transiting Exoplanet Survey Satellite - Visualización

Porén, ata onde sabemos aproximadamente cales son as chamadas biosinaturas da vida (por exemplo, a presenza de osíxeno e metano na atmosfera), non se sabe cal destes sinais químicos a unha distancia de decenas e centos de luz. anos por fin deciden o asunto. Os científicos coinciden en que a presenza de osíxeno e metano ao mesmo tempo é un requisito previo importante para a vida, xa que non se coñecen procesos non vivos que produzan ambos gases ao mesmo tempo. Non obstante, como se ve, tales sinaturas poden ser destruídas por exosatélites, posiblemente exoplanetas en órbita (como ocorren na maioría dos planetas do sistema solar). Porque se a atmosfera da Lúa contén metano e os planetas conteñen osíxeno, entón os nosos instrumentos (na fase actual do seu desenvolvemento) poden combinalos nunha sinatura de osíxeno-metano sen reparar na exolúa.

Quizais non debemos buscar trazos químicos, senón a cor? Moitos astrobiólogos cren que as halobacterias estiveron entre os primeiros habitantes do noso planeta. Estes microbios absorberon o espectro verde da radiación e convertérono en enerxía. Por outra banda, reflectían a radiación violeta, debido á cal o noso planeta, visto desde o espazo, tiña xusto esa cor.

Para absorber a luz verde, utilízanse halobacterias retinal, é dicir, roxo visual, que se pode atopar nos ollos dos vertebrados. Non obstante, co paso do tempo, as bacterias explotadoras comezaron a dominar no noso planeta. clorofilaque absorbe a luz violeta e reflicte a luz verde. É por iso que a terra ten o seu aspecto. Os astrólogos especulan que noutros sistemas planetarios, as halobacterias poden seguir crecendo, polo que especulan buscar vida en planetas roxos.

É probable que os obxectos desta cor sexan vistos polo mencionado telescopio James Webb, que está previsto que se lance en 2018. Con todo, tales obxectos pódense observar, sempre que non estean demasiado lonxe do sistema solar e a estrela central do sistema planetario sexa o suficientemente pequena como para non interferir con outros sinais.

Outros organismos primixenios nun exoplaneta semellante á Terra, con toda probabilidade, plantas e algas. Dado que isto significa a cor característica da superficie, tanto da terra como da auga, hai que buscar certas cores que sinalan a vida. Os telescopios de nova xeración deberían detectar a luz reflectida polos exoplanetas, que revelará as súas cores. Por exemplo, no caso de observar a Terra desde o espazo, pódese ver unha gran dose de radiación. radiación infravermella próximaque se deriva da clorofila na vexetación. Estes sinais, recibidos nas proximidades dunha estrela rodeada de exoplanetas, indicarían que "aí" tamén podería haber algo en crecemento. Green suxeriríao aínda con máis forza. Un planeta cuberto de liques primitivos estaría na sombra bile.

Os científicos determinan a composición das atmosferas dos exoplanetas en función do tránsito antes mencionado. Este método permite estudar a composición química da atmosfera do planeta. A luz que atravesa a atmosfera superior cambia o seu espectro: a análise deste fenómeno proporciona información sobre os elementos alí presentes.

Investigadores do University College London e da Universidade de Nova Gales do Sur publicaron en 2014 na revista Proceedings of the National Academy of Sciences unha descrición dun método novo e máis preciso para analizar a aparición de metano, o máis sinxelo dos gases orgánicos, cuxa presenza é xeralmente recoñecida como un sinal de vida potencial. Desafortunadamente, os modelos modernos que describen o comportamento do metano están lonxe de ser perfectos, polo que a cantidade de metano na atmosfera de planetas distantes adoita subestimarse. Usando supercomputadoras de última xeración proporcionadas polo proxecto DiRAC () e a Universidade de Cambridge, modeláronse preto de 10 millóns de liñas espectrais, que poden asociarse á absorción de radiación por moléculas de metano a temperaturas de ata 1220 °C. . A lista de novas liñas, unhas 2 veces máis longa que as anteriores, permitirá estudar mellor o contido de metano nun rango de temperaturas moi amplo.

O metano sinala a posibilidade de vida, mentres que outro gas moito máis caro osíxeno - resulta que non hai garantía da existencia da vida. Este gas na Terra provén principalmente de plantas fotosintéticas e de algas. O osíxeno é un dos principais signos de vida. Non obstante, segundo os científicos, pode ser un erro interpretar a presenza de osíxeno como equivalente á presenza de organismos vivos.

Estudos recentes identificaron dous casos nos que a detección de osíxeno na atmosfera dun planeta distante pode dar unha indicación falsa da presenza de vida. En ambos, produciuse osíxeno como resultado de produtos non abióticos. Nun dos escenarios que analizamos, a luz ultravioleta dunha estrela máis pequena que o Sol podería danar o dióxido de carbono na atmosfera dun exoplaneta, liberando moléculas de osíxeno del. As simulacións por ordenador demostraron que a desintegración do CO₂ dá non só₂, pero tamén unha gran cantidade de monóxido de carbono (CO). Se este gas se detecta con forza ademais de osíxeno na atmosfera do exoplaneta, podería indicar unha falsa alarma. Outro escenario refírese ás estrelas de pouca masa. A luz que emiten contribúe á formación de moléculas de O de curta duración.₄. O seu descubrimento xunto a O₂ tamén debería provocar unha alarma para os astrónomos.

Busca metano e outros rastros

O principal modo de tránsito di pouco sobre o propio planeta. Pódese usar para determinar o seu tamaño e distancia da estrela. Un método de medición da velocidade radial pode axudar a determinar a súa masa. A combinación dos dous métodos permite calcular a densidade. Pero é posible examinar o exoplaneta máis detidamente? Resulta que si. A NASA xa sabe ver mellor planetas como Kepler-7 b, para o que se utilizaron os telescopios Kepler e Spitzer para mapear as nubes atmosféricas. Resultou que este planeta está demasiado quente para as formas de vida tal e como o coñecemos, con temperaturas que oscilan entre 816 e 982 °C. Porén, o feito mesmo dunha descrición tan detallada dela supón un gran paso adiante, dado que estamos a falar dun mundo que está a cen anos luz de nós.

Tamén será útil a óptica adaptativa, que se utiliza en astronomía para eliminar as perturbacións causadas polas vibracións atmosféricas. O seu uso é controlar o telescopio cun ordenador co fin de evitar a deformación local do espello (da orde de varios micrómetros), que corrixe os erros na imaxe resultante. si funciona Escáner do planeta Gemini (GPI) situado en Chile. A ferramenta lanzouse por primeira vez en novembro de 2013. GPI usa detectores de infravermellos, que son o suficientemente potentes como para detectar o espectro luminoso de obxectos escuros e distantes como os exoplanetas. Grazas a isto, será posible coñecer máis sobre a súa composición. O planeta foi elixido como un dos primeiros obxectivos de observación. Neste caso, o GPI funciona como un coronógrafo solar, o que significa que atenúa o disco dunha estrela distante para mostrar o brillo dun planeta próximo.

A clave para observar "signos de vida" é a luz dunha estrela que orbita o planeta. Os exoplanetas, que pasan pola atmosfera, deixan un rastro específico que se pode medir dende a Terra mediante métodos espectroscópicos, é dicir. análise da radiación emitida, absorbida ou dispersa por un obxecto físico. Pódese utilizar un enfoque similar para estudar as superficies dos exoplanetas. Non obstante, hai unha condición. As superficies deben absorber ou dispersar suficientemente a luz. Os planetas en evaporación, é dicir, os planetas cuxas capas exteriores flotan nunha gran nube de po, son bos candidatos.

Polo que se ve, xa podemos recoñecer elementos como nubosidade do planeta. A existencia dunha densa cuberta de nubes ao redor dos exoplanetas GJ 436b e GJ 1214b estableceuse a partir dunha análise espectroscópica da luz das estrelas nai. Ambos planetas pertencen á categoría das chamadas super-Terras. GJ 436b está situado a 36 anos luz da Terra na constelación de Leo. GJ 1214b está na constelación de Ofiuco, a 40 anos luz de distancia.

A Axencia Espacial Europea (ESA) traballa actualmente nun satélite cuxa tarefa será caracterizar e estudar con precisión a estrutura dos exoplanetas xa coñecidos (CHEOPS). O lanzamento desta misión está previsto para 2017. A NASA, pola súa banda, quere enviar o xa mencionado satélite TESS ao espazo no mesmo ano. En febreiro de 2014, a Axencia Espacial Europea aprobou a misión PLATÓN, asociado co envío dun telescopio ao espazo deseñado para buscar planetas semellantes á Terra. Segundo o plan vixente, en 2024 debería comezar a buscar obxectos rochosos con contido en auga. Estas observacións tamén deberían axudar na busca da exolua, do mesmo xeito que se utilizaron os datos de Kepler.

A ESA europea desenvolveu o programa hai varios anos. Darwin. A NASA tiña un "explorador planetario" similar. TPF (). O obxectivo de ambos os proxectos era estudar planetas do tamaño da Terra para detectar a presenza de gases na atmosfera que sinalan condicións favorables para a vida. Ambos incluíron ideas audaces para unha rede de telescopios espaciais que colaboran na procura de exoplanetas semellantes á Terra. Hai dez anos, as tecnoloxías aínda non estaban suficientemente desenvolvidas e pecháronse programas, pero non todo foi en balde. Enriquecidos pola experiencia da NASA e da ESA, traballan actualmente xuntos no telescopio espacial Webb mencionado anteriormente. Grazas ao seu gran espello de 6,5 metros, poderase estudar as atmosferas de grandes planetas. Isto permitirá aos astrónomos detectar rastros químicos de osíxeno e metano. Esta será información específica sobre as atmosferas dos exoplanetas: o seguinte paso para perfeccionar o coñecemento sobre estes mundos distantes.

Varios equipos traballan na NASA para desenvolver novas alternativas de investigación nesta área. Un destes menos coñecidos e aínda en fase inicial é o . Tratarase de como ocultar a luz dunha estrela con algo así como un paraugas, para que poidas observar os planetas dos seus arredores. Mediante a análise das lonxitudes de onda, poderase determinar os compoñentes das súas atmosferas. A NASA avaliará o proxecto este ano ou o próximo e decidirá se paga a pena a misión. Se comeza, entón en 2022.

Civilizacións na periferia das galaxias?

Atopar rastros de vida significa aspiracións máis modestas que a procura de civilizacións extraterrestres enteiras. Moitos investigadores, incluído Stephen Hawking, non aconsellan a este último, debido ás posibles ameazas para a humanidade. Nos círculos serios, normalmente non se menciona ningunha civilización alieníxena, irmáns espaciais ou seres intelixentes. Non obstante, se queremos buscar extraterrestres avanzados, algúns investigadores tamén teñen ideas sobre como aumentar as posibilidades de atopalos.

Exemplo. A astrofísica Rosanna Di Stefano da Universidade de Harvard di que as civilizacións avanzadas viven en cúmulos globulares densamente empaquetados nos arredores da Vía Láctea. A investigadora presentou a súa teoría na reunión anual da American Astronomical Society en Kissimmee, Florida, a principios de 2016. Di Stefano xustifica esta hipótese bastante controvertida polo feito de que no bordo da nosa galaxia hai uns 150 cúmulos esféricos antigos e estables que proporcionan un bo terreo para o desenvolvemento de calquera civilización. Estrelas moi espaciadas poden significar moitos sistemas planetarios moi espaciados. Tantas estrelas agrupadas en bólas son un bo terreo para saltos exitosos dun lugar a outro mantendo unha sociedade avanzada. Di Stefano dixo que a proximidade das estrelas nos cúmulos podería ser útil para manter a vida.