Interesantu vēstījumu par to, kā tuvākajā nākotnē varētu pamanīt citplanētiešu dzīvības pazīmes tālu planētu mākoņos sniedza Liza Kaltenegere, kura ir astronome un ASV Kornela universitātes Karla Sagāna institūta dibinātāja un direktore. Viņas nesenie pētījumi bija vērsti uz to, kā biopigmenti — mikroorganismu radītas novērojamas krāsas — varētu būt jauns bioparaksts citplanētiešu dzīvības meklējumos.
L.Kaltenegere ir eksoplanētu izpētes priekšgalā, un viņas pētījumi bieži koncentrējas uz inovatīviem veidiem, kā atklāt dzīvības pazīmes šo tālo pasauļu atmosfērā un uz to virsmām.
Uzziņai:
Eksoplanēta ir planēta, kura atrodas ārpus Saules sistēmas un riņķo orbītā ap kādu zvaigzni.
L. Kaltenegere uzskata, ka cilvēce šobrīd citplanētiešu dzīvības pazīmju meklējumos ir tikai pašā ceļa sākumā. Mums ir jāsaprot, ka tālās planētas un to vide nav mūsdienu Zemes kopija. Mums joprojām ir milzīgi neatklāti jautājumi pat par mūsu pašu planētas vēsturi. Citu pasauļu salīdzināšana ar Zemi varētu būt bezjēdzīga, piemēram, ar gāzes planētu, kur pat nav apstākļu dzīvībai, kādu mēs uz Zemes pazīstam.
Uzziņai:
Gāzu planēta ir liela, masīva planēta, kurai ir plašs gāzu apvalks un nav cietas virsmas. Saules sistēmā izteiktas gāzu planētas ir Jupiters un Saturns.
Astronomes uzskatā daudzsološākās ir planētas, kuras riņķo ap sarkanajiem punduriem (pundurzvaigznes ar relatīvi mazu izmēru un salīdzinoši zemu temperatūru). Šīs zvaigznes būtībā ir milzīgas konvekcijas gāzes bumbas – materiāls kustas augšup un lejup, no iekšpuses uz virsmu. Sarkanie punduri un ap tām riņķojošās planētas ir galvenie Zemes astronomu astrobioloģijas mērķi.
Mākslinieka veidots attēls par planētu ar diviem pavadoņiem, kas riņķo ap sarkano punduri. Attēls:
https://en.wikipedia.org
Viens ļoti reālistisks tuvāko 10 – 20 gadu pētījumu solis ir galveno atmosfēras iezīmju noteikšana uz mazām, akmeņainām eksoplanētām. Piemēram, skaidru ūdens tvaiku pazīmju redzēšana planētas atmosfērā apdzīvojamajā zonā. Tas būtu milzu sasniegums.
Vēl aizraujošākas būtu gāzu kombinācijas, kuras ir grūti izskaidrot bez dzīvības. Metāns pats par sevi ir interesants. Skābeklis vai ozons pats par sevi ir interesanti. Bet patiesi liela balva būtu redzēt metānu kopā ar skābekli vai metānu ar ozonu ievērojamā daudzumā.
Uz Zemes metāns un skābeklis nevēlas līdzāspastāvēt — tie reaģē un veido CO₂ un ūdeni. Tātad, ja redzat tos abus vienlaikus lielos daudzumos, kaut kam tie pastāvīgi jāpapildina. Uz mūsu planētas šis “kaut kas” ir dzīvība.
Bet atkal izaicinājums ir tas, ka zvaigzne mainās, kamēr mēs to novērojam. Uzliesmojumi, plankumi, mainīgums — tas viss var atdarināt vai maskēt signālus. Mums ir ļoti rūpīgi jāmodelē zvaigznes uzvedība, pirms mēs varam pārliecinoši interpretēt to, ko redzam planētas atmosfērā.
Lai veiktu astrobioloģiskus novērojumus Čīlē tiek būvēts Ārkārtīgi lielais teleskops (Extremely Large Telescope (ELT))ar primāro spoguli, kura diametrs ir gandrīz 40 metri. Tā pabeigšanu plāno 2029. gadā.
Kosmosā NASA plāno izvietot Dzīvībai piemēroto pasauļu observatoriju (Habitable Worlds Observatory (HWO)), kas būs kosmosa teleskops dzīvības pazīmju meklēšanai uz tuvējām Zemei līdzīgām planētām. Tas apvienos jaunākās ultravioletās, optiskās un infrasarkanās tehnoloģijas, lai izpētītu fundamentālus jautājumus par dzīvību Visumā, galaktiku un elementu izcelsmi. Tā palaišana kosmosā plānota ne ātrāk kā 2040. gadā.
Nākotnē abi šie teleskopi pavērs jaunu veidu, kā meklēt dzīvību kosmosā.
Pašlaik galvenā metode mazo planētu izpētei ir tranzīta spektroskopija, ko veic ar Džeimsa Veba kosmisko teleskopu(James Webb Space Telescope (JWST), kas ir kopīga Nacionālās aeronautikas un kosmosa administrācijas (NASA), Eiropas Kosmosa aģentūras (ESA) un Kanādas Kosmosa aģentūras (CSA) kosmiskā observatorija. To kosmosā palaida 2021. gadā.
Kad tālā planēta paiet garām savai zvaigznei, daļa zvaigznes gaismas filtrējas cauri planētas atmosfērai. Atmosfēra atstāj pirkstu nospiedumus gaismā, un astronomi tos nolasa, lai noteiktu tās sastāvu — skābekli, metānu, ozonu utt. Bet šajā ģeometrijā mēs neredzam planētas virsmu tieši. Jebkura gaisma, kas skar virsmu, vienkārši atstarojas un tā neiziet cauri atmosfērai tā, kā Džeimsa Veba kosmiskais teleskops var to uztvert tranzīta laikā.
Nākotnē Ārkārtīgi lielais teleskops un Dzīvojamo pasauļu observatorija galvenokārt pētīs atstaroto gaismu — zvaigžņu gaismu, kas atstarojas no planētas virsmas un atmosfēras. Tas būs atšķirīgs, papildinošs skatījums. Un tieši šeit sāksies astronomu darbs ar biopigmentiem — dzīvības krāsām.
Patiesībā ir nepieciešamas divas neatkarīgas pierādījumu līnijas. Vispirms tiek atklātas atmosfēras gāzes, ko varētu radīt dzīvība — piemēram, metāna un skābekļa kombinācija. Pēc tam papildus tiek atklātas virsmas vai mākoņu virsotnes krāsas, kas atbilst tam, ko varētu radīt biopigmenti: raksturīgs veids, kā dzīvība atstaro un absorbē gaismu. Ja ir abas — gāzes atmosfērā un biopigmentu paraksti atstarotajā gaismā, kas ir divas pilnīgi atšķirīgas metodes, kas norāda uz vienu un to pašu secinājumu – tur var būt dzīvība!
Iedomājieties planētu ar daudz augstāku mitrumu nekā uz Zemes un līdz ar to daudz lielāku mākoņu pārklājumu. Dzīvība varētu dzīvot pašos mākoņos un raidīt savu klātbūtni košās krāsās.
Savā pētījumā L. Kaltenegere un astronomu komanda strādāja ar septiņiem gaisā esošu mikroorganismu celmiem — sīkām dzīvības formām, ko savāca līdzstrādnieki Floridā. Tika izmērīt to spektri. Atklāja, ka daudzi no tiem ir bagāti ar karotinoīdiem — biopigmentiem, kas bieži ir sarkanīgi vai dzeltenīgi, nevis zaļi kā hlorofils. Šie pigmenti ir bioloģiski jēgpilni. Biopigmenti bieži aizsargā pret starojumu un skarbu vidi. Ja mikrobs dreifē atmosfēras augšējos slāņos un ir pakļauts UV gaismai, tad viņam ir jābūt nepieciešamai aizsardzībai. Tātad pigmenti ir dabiska adaptācija. Tagad iedomājieties planētu ar biezu, mitru atmosfēru un plašiem mākoņiem, kas pilni ar šādiem organismiem. Tur varētu būt lielas, noturīgas gaisa biosfēru kopienas. Tās varētu mainīt veidu, kā mākoņi atstaro gaismu, pietiekami, lai jutīgs teleskops varētu noteikt to kombinēto krāsu parakstu. Tālās planētas savos mākoņos faktiski varētu saturēt nolasāmus bioparakstus, jo mākoņi ir piepildīti ar dzīvību.
Mākslinieka veidots attēls uz sarkano punduri, skatoties no izdomātas Zemei līdzīgas planētas. Attēls:
https://de.wikipedia.org
Domājot par to, kā dzīvība varētu parādīties ekstremālās vai nepazīstamās vidēs citur, mēs saprotam, cik maz mēs zinām par līdzīgām nišām uz Zemes — piemēram, gaisa biosfēru. Tas pats attiecas uz mūsu planētas vēsturi. Domājot par to, ko skābeklis nozīmē kā bioparaksts uz eksoplanētas, mums ir dziļi jāiedziļinās tajā, kā, kad un kāpēc skābekļa līmenis tālā pagātnē Zemes atmosfērā pieauga.
Meklējot dzīvības pazīmes tālumā, mēs varam gan atrast nezināmo gan tur, gan arī atrast atbildes par savas Zemes pagātni.