Τα συστατικά της ζωής είναι διασκορπισμένα παντού στο Σύμπαν. Αν και η Γη είναι το μόνο μέρος που έχουμε ανιχνεύσει ζωή, στατιστικά δε γίνεται να είναι το μοναδικό. Η ανίχνευση ζωής πέρα από τον πλανήτη μας είναι ένας σημαντικός στόχος της σύγχρονης αστρονομίας, τις αστροβιολογίας και της πλανητικής επιστήμης. Για αυτό εδώ και δεκαετίες αναζητούμε ζωή σε εξωπλανήτες, δηλαδή πλανήτες εκτός του ηλιακούς μας συστήματος.
Με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, οι επιστήμονες μπορούν πλέον να μελετούν τη χημική σύνθεση των ατμοσφαιρών, σε πλανήτες έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Πλέον έχουμε την ελπίδα πως ένας η περισσότεροι πλανήτες θα εμφανιστούν και θα έχουν μια χημική υπογραφή ζωής.
Η ζωή, σύμφωνα με όσα γνωρίζουμε μέχρι σήμερα, μπορεί να υπάρξει σε ένα πλανητικό σύστημα όπου υπάρχει αρκετό νερό σε υγρή μορφή. Στο ηλιακό μας σύστημα έχουμε τέτοιους πλανήτες, όπως η Άρης που στο παρελθόν είχε αφθονία νερού και η Ευρώπη, το φεγγάρι του Δία, που έχει ωκεανούς κάτω από την παγωμένη επιφάνειά του. Όμως, η ανίχνευση ζωής σε αυτά τα ουράνια σώματα είναι πάρα πολύ δύσκολη, καθώς απαιτεί την συλλογή και την επιστροφή δειγμάτων στη Γη.
Ο Γαλαξίας μας έχει δισεκατομμύρια αστέρια και κάθε ένα από αυτά έχει ένα πλανητικό σύστημα γύρω τους. Θεωρητικοί υπολογισμοί δείχνουν πως υπάρχουν περίπου 300 εκατομμύρια δυνητικά κατοικήσιμοι πλανήτες, μόνο στο Γαλαξία μας, ενώ αρκετοί από αυτούς είναι στο μέγεθος της Γης και σε απόσταση μόλις 30 έτη φωτός από τη γη.
Μέχρι στιγμής οι αστρονόμοι έχουν αποκλείσει 5.000 εξωπλανήτες, συμπεριλαμβανομένων εκατοντάδων δυνητικά κατοικήσιμων πλανητών, μετρώντας έμμεσα στον τρόπο με τον οποίο επηρεάζονται από το κοντινό τους άστρο. Αυτές οι μετρήσεις μπορούν να δώσουν στους αστρονόμους πληροφορίες για τη μάζα και το μέγεθος ενός εξωπλανήτη, αλλά όχι πολλά άλλα.
Για αυτό οι επιστήμονες προσπαθούν πλέον να ανιχνεύσουν ζωή σε μακρινούς εξωπλανήτες, αναζητώντας βιοϋπογραφές. Αυτό το κάνουν όταν ο πλανήτης περνάει ανάμεσα στη Γη και το αστέρι του. Μέρος του φωτός απορροφάται από τις ουσίες στην ατμόσφαιρα του πλανήτη κα αυτό μας δείχνει την χημεία της ατμόσφαιρας. Αυτό αποτρέπει κάποια μήκη κύματος από το να φτάσουν στη Γη, καθώς έχουν απορροφηθεί από τα στοιχεία στην ατμόσφαιρα του πλανήτη. Από εκεί μπορούμε να αναζητήσουμε βιοϋπογραφές, δηλαδή ουσίες που παράγονται από έμβιους οργανισμούς.
Για το πρώτο μισό της ύπαρξής της, η Γη είχε μια ατμόσφαιρα χωρίς οξυγόνο, παρόλο που φιλοξενούσε απλή, μονοκύτταρη ζωή. Η βιο-υπογραφή της Γης ήταν πολύ αμυδρή κατά τη διάρκεια αυτής της πρώιμης εποχής. Αυτό άλλαξε απότομα πριν από 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια , όταν εξελίχθηκε μια νέα οικογένεια φυκιών. Τα φύκια χρησιμοποίησαν μια διαδικασία φωτοσύνθεσης που παράγει ελεύθερο οξυγόνο – οξυγόνο που δεν συνδέεται χημικά με κανένα άλλο στοιχείο. Από τότε και στο εξής, η γεμάτη οξυγόνο ατμόσφαιρα της Γης έχει αφήσει μια ισχυρή και εύκολα ανιχνεύσιμη βιο-υπογραφή στο φως που τη διαπερνά.
Αυτή η διαδικασία όμως προϋποθέτει απίστευτα ισχυρά τηλεσκόπια, που μπορούν να ανιχνεύσουν τις ανεπαίσθητες αλλαγές στο φως που προέρχεται από έναν δυνητικά κατοικήσιμο πλανήτη. Το μόνο τηλεσκόπιο που έχουμε και που μπορεί να κάνει αυτή τη δουλειά είναι το James Webb. Καθώς ξεκίνησε τις επιστημονικές του δραστηριότητες τον Ιούλιο του 2022, το James Webb πραγματοποίησε μια ανάγνωση του φάσματος του γιγάντιου εξωπλανήτη αερίου WASP-96b. Το φάσμα έδειξε την παρουσία νερού και νεφών, αλλά ένας πλανήτης τόσο μεγάλος και ζεστός όσο ο WASP-96b είναι απίθανο να φιλοξενεί ζωή.
Ωστόσο, αυτά τα πρώιμα δεδομένα δείχνουν ότι ο James Webb είναι ικανός να ανιχνεύει αμυδρές χημικές υπογραφές στο φως που προέρχεται από εξωπλανήτες. Τους επόμενους μήνες, ο Webb πρόκειται να στρέψει τους καθρέφτες του προς τον TRAPPIST-1e , έναν δυνητικά κατοικήσιμο πλανήτη στο μέγεθος της Γης, μόλις 39 έτη φωτός μακριά από τη Γη.
Όμως εδώ υπάρχει ένα μεγάλο πρόβλημα. Το James Webb, αν και μπορεί να ψάξει για ζωή σε εξωπλανήτες, δεν είναι αυτό για το οποίο σχεδιάστηκε. Μπορεί μόνο να εξετάσει μερικούς από τους πλησιέστερους δυνητικά κατοικήσιμους κόσμους. Μπορεί επίσης να ανιχνεύσει μόνο αλλαγές στα ατμοσφαιρικά επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα, μεθανίου και υδρατμών . Ενώ ορισμένοι συνδυασμοί αυτών των αερίων μπορεί να υποδηλώνουν ζωή, το Webb δεν είναι σε θέση να ανιχνεύσει την παρουσία μη δεσμευμένου οξυγόνου, το οποίο είναι το ισχυρότερο σήμα για ζωή.
Οι επιστήμονες ήδη μελετούν ιδέες για τα μελλοντικά και ισχυρότερα διαστημικά τηλεσκόπια, που περιλαμβάνουν τον αποκλεισμό του έντονου φωτός από τον αστέρα που φιλοξενεί έναν πλανήτη, ώστε να αποκαλυφθεί το φως των αστεριών που αντανακλάται πίσω από τον πλανήτη.
Τώρα, μια διεθνής ομάδα από τα πανεπιστήμια της Αριζόνα και της Ουάσιγκτον, με επικεφαλής τους Daniel Apai και Rory Barnes και στο πλαίσιο της NASA μέσω του προγράμματος NExSS, παρουσιάζει τώρα ένα καινοτόμο υπολογιστικό μοντέλο που αξιολογεί ποιοι εξωπλανήτες διαθέτουν τις κατάλληλες συνθήκες για την ύπαρξη ζωής με βάση τις ανάγκες συγκεκριμένων οργανισμών. Με το νέο μοντέλο τους σταματάνε οι εικασίες για την ύπαρξη ζωής σε άλλους πλανήτες και πλέον έχουμε τον υπολογισμό των πιθανοτήτων με αρκετή ακρίβεια. Αυτό θα μας επιτρέψει να ξεχωρίσουμε τους πλανήτες με υψηλές πιθανότητες ζωής, ώστε να μελετηθούν στη συνέχεια από το James Webb. Με αυτό τον τρόπο μπορούμε να περιορίσουμε δραματικά τους πιθανούς πλανήτες για ζωή και στην ουσία μας δείχνει που πρέπει να κοιτάξουμε, καθώς μέχρι σήμερα κοιτούσαμε κάπως στα τυφλά.
Το νέο μοντέλο στην ουσία συγκρίνει δύο πράγματα. Όσα ξέρουμε για τον πλανήτη, όπως η θερμοκρασία και η παρουσία νερού και δεύτερος αν έχει τις συνθήκες για να επιβιώσει η ζωή, όπως τα μικρόβια. Με αυτές τις πληροφορίες το μοντέλο μπορεί να κάνει ένα ξεσκαρτάρισμα, ώστε να βρει του πλανήτες που έχουν τις περισσότερες πιθανότητες για ζωή, ώστε να του μελετήσουμε περισσότερο.
Η ομάδα βασίστηκε σε δεδομένα από οργανισμούς στη Γη, που ζουν ακόμα και σε πιο ακραία περιβάλλοντα, όπως μικρόβια σε πάγους ή σε ηφαίστεια, στο βυθό της θάλασσας. Με δεδομένο πως αυτοί οι οργανισμοί επιβιώνουν, δημιούργησαν μοντέλα που να μπορούν να δείξουν αν υπάρχει πιθανότητα για ζωή, ακόμα και σε πιο ακραία περιβάλλοντα, όπως ο Άρης και οι παγωμένοι ωκεανοί της Ευρώπης.
Αυτό σημαίνει πως μπορούμε με αρκετά λίγα δεδομένα να υπολογίσουμε τις πιθανότητες ύπαρξης ζωής σε μακρινούς πλανήτες, που σε άλλες περιπτώσεις θα χρειαζόταν αρκετός χρόνος και πόροι για να μελετηθούν. Με αυτό τον τρόπο μπορούμε να αναζητήσουμε για ζωή σε εξωπλανήτες πιο γρήγορα και αρκετά αξιόπιστα.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
