Jakten på utenomjordisk liv er utvilsomt en av de mest dyp vitenskapelige bestrebelser i vår tid. Hvis utenomjordisk biologisk liv blir funnet i nærheten av en annen verden i nærheten av en annen stjerne, vil vi endelig lære at liv utenfor solsystemet vårt er mulig. Det er ekstremt vanskelig å finne spor etter utenomjordisk biologi i fjerne verdener. Men astronomer utvikler nye teknikker som vil bli brukt av neste generasjons kraftige teleskoper for å måle materien nøyaktig i eksoplanettatmosfærer. Håpet er selvfølgelig å finne bevis på utenomjordisk liv.
Letingen etter eksoplaneter har fått mye oppmerksomhet den siste tiden, delvis takket være oppdagelsen av syv små fremmede verdener som kretser rundt en bitteliten stjerne, den røde dvergen TRAPPIST-1. Tre av disse eksoplanetene går i bane i stjernens potensielt beboelige sone. Det vil si i et område nær en stjerne der det ikke vil være for varmt og ikke for kaldt til at vann kan eksistere i flytende form.
Overalt på jorden, der det er flytende vann, er det liv, så hvis minst en av de potensielt bebodde verdenene til TRAPPIST-1 besitter vann, kan det være liv på det.
Men livspotensialet til TRAPPIST-1 forblir ren spekulasjon. Til tross for at dette fantastiske stjernesystemet ligger i bakgården til galaksen vår, har vi ingen anelse om det finnes vann i atmosfæren til noen av disse verdenene. Vi vet ikke engang om de har en atmosfære. Alt vi vet er hvor lenge eksoplaneter har vært i bane og hva deres fysiske dimensjoner er.
"Den første oppdagelsen av biosignaturer i andre verdener kan være et av de viktigste vitenskapelige funnene i livene våre," sier Garrett Rouen, en astronom ved California Institute of Technology. "Dette vil være et stort skritt mot å svare på et av de største spørsmålene til menneskeheten: er vi alene?"
Rouen jobber ved Caltech Exoplanetary Technology Laboratory, ET Lab, som utvikler nye strategier for å finne eksoplanetære biosignaturer som oksygen og metanmolekyler. Typisk reagerer molekyler som disse aktivt med andre kjemikalier og går i oppløsning i den planetariske atmosfæren. Derfor, hvis astronomer finner et spektroskopisk "fingeravtrykk" av metan i eksoplanettets atmosfære, kan dette bety at fremmede biologiske prosesser er ansvarlige for dens produksjon.
Dessverre kan vi ikke bare ta verdens kraftigste teleskop og peke det på TRAPPIS-1 for å se om atmosfærene til disse planetene inneholder metan.
Salgsfremmende video:
"For å oppdage molekyler i eksoplanettatmosfærer, må astronomer være i stand til å analysere planetens lys uten å bli fullstendig blindet av lyset fra en nærliggende stjerne," sier Rouen.
Heldigvis er røde dvergstjerner (eller M-dverger) som TRAPPIST-1 kule og svake, så problemet vil være mindre alvorlig. Og siden disse stjernene er den vanligste typen stjerner i galaksen vår, legger forskere veldig vekt på røde dverger når de leter etter funn.
Astronomer bruker et instrument kjent som et koroneksjon for å isolere reflektert stjernelys fra en exoplanet. Så snart coronagraph tar opp det svake lyset fra eksoplaneten, analyserer et lavoppløselig spektrometer de kjemiske fingeravtrykkene fra den verden. Dessverre er denne teknologien begrenset til å studere bare de største eksoplaneter som går i bane rundt stjernene deres.
ET Labs nye teknikker bruker et koroneksjon, optiske fibre og et høyoppløselig spektrometer som fungerer sammen for å fremheve stjernens glød og fange et detaljert kjemisk avtrykk av enhver verden i sin bane. Denne teknikken er kjent som high-dispersion coronography (HDC) og har potensial til å revolusjonere vår forståelse av mangfoldet av eksoplanetære atmosfærer. Et arbeid om dette emnet ble publisert i The Astronomy Journal.
"Det som gjør HDC så kraftig, er at den kan avsløre den spektrale signaturen til en planet, selv når den er begravet i sterkt lys fra en stjerne," sier Rouen. "Dette gjør det mulig å oppdage molekyler i atmosfærene til planeter som er ekstremt vanskelige å visualisere."
"Trikset er å dele opp lyset i flere signaler og lage det astronomene kaller et høysoppløsningsspekter som hjelper til å skille planetens signatur fra resten av stjernelyset."
Alt du trenger nå er et kraftig teleskop for å koble til systemet.
På slutten av 2020-tallet vil det tretti meter teleskopet bli verdens største bakkebaserte optiske teleskop, og når det brukes sammen med HDC, vil astronomer kunne utforske atmosfærene til potensielt beboelige verdener som kretser rundt røde dverger.
"Å finne oksygen og metan i atmosfærene til bakkeplaneter som kretser rundt M-dverger som Proxima Centauri b ved 30-meter teleskopet, vil være ekstremt spennende," sier Rouen. "Vi har fortsatt mye å lære om den potensielle levedyktigheten til disse planetene, men det kan godt hende at disse planetene viser seg å være lik Jorden."
Det er anslått at det er 58 milliarder røde dverger i galaksen vår, og de fleste av dem er kjent for å ha planeter, så når tretti meter teleskopet går i live, vil astronomer kunne finne mye som tidligere var utilgjengelig.
I 2016 oppdaget astronomer en eksoplanett på jordstørrelse som kretser rundt den nærmeste M-dvergen til Jorden, Proxima Centauri. Proxima b går også i bane rundt stjernens potensielle beboelige sone, noe som gjør den til et førsteklasses mål for letingen etter fremmedliv. Bare fire lysår unna, erter Proxima b bokstavelig talt oss med muligheten til å besøke den en gang i fremtiden.
ILYA KHEL
