Живееме во многу возбудливо време: одговорите на некои од најстарите прашања што човештвото ги замислило се на дофат на раката. Едно од нив е дали Земјата е единственото место каде што постои живот.
Во последните 30 години, прашањето дали Сонцето е единствено по тоа што е домаќин на планетарен систем доби убедлив одговор: сега знаеме за илјадници егзопланети што орбитираат околу други ѕвезди.
Но, можеме ли да користиме телескопи за да откриеме дали некој од овие далечни светови има и живот? Еден од најперспективните методи е анализата на гасовите присутни во атмосферите на овие планети.
Сега знаеме за повеќе од 6.000 егзопланети. Со толку многу каталогизирани, постојат голем број начини да се стесни списокот на световите што најмногу ветуваат за биологијата. Користејќи го растојанието на планетата од нејзината ѕвезда, на пример, астрономите можат да ја пресметаат веројатната температура на нејзината површина.
Земјата е единствената планета во Сончевиот систем со океани од течна вода на нејзината површина, па затоа благите температури се можен услов за планета погодна за живот. Дали планетата има соодветна температура за течна вода е силно под влијание на присуството и природата на атмосферата на планетата.
Неверојатно, можеме да ги идентификуваме молекулите присутни во атмосферите на егзопланетите. Квантната механика предизвикува секоја атмосферска хемикалија да има свој уникатен образец сличен на баркод што го остава на светлината што поминува низ неа. Со собирање на ѕвездена светлина филтрирана низ атмосферата на егзопланетата, телескопите можат да ги видат баркодовите на молекулите што ја сочинуваат таа атмосфера.
За да го искористи ова, планетата мора да помине низ ѕвездата од наша перспектива. Ова значи дека работи само за мал дел од познатите егзопланети.
Јачината на сигналот зависи од изобилството на молекули во атмосферата: посилна за најзастапените молекули и постепено послаба како што изобилството се намалува. Ова значи дека генерално е најлесно да се детектираат доминантни молекули, иако ова не е секогаш точно. Некои од баркодовите се суштински силни, додека други се слаби.
На пример, атмосферата на Земјата е доминирана од двоатомски азот (N₂), но оваа молекула има слаб баркод во споредба со многу помалку застапениот двоатомски кислород (O₂), озон (O₃), јаглерод диоксид (CO₂) и вода (H₂O).
Детекција на молекули
Вселенскиот телескоп Џејмс Веб (JWST) е голем вселенски телескоп кој собира светлина на инфрацрвени бранови должини. Се користи за испитување на атмосферите на различни егзопланети.
Детектирањето на молекуларни отпечатоци во атмосферата на егзопланета не е сосема едноставно. Различни тимови научници можат да извлечат различни резултати во зависност од тоа како ги обработуваат истите податоци. Но, и покрај овие тешкотии, направени се релевантни молекуларни откритија. Детектирани се едноставни молекули со силни баркодови како што се метан, јаглерод диоксид и вода.
Планети поголеми од Земјата, но помали од Нептун – таканаречени под-Нептун – се најчестиот тип на познати егзопланети. Токму за една од овие планети, K2-18b, во 2025 година беше дадено смело тврдење за откривање на биолошки потпис. Анализата откри диметил сулфид, со тврдење дека шансата резултатот да биде погрешен е помала од еден во илјада.
Спектрите на K2-18 b покажуваат изобилство на метан и јаглерод диоксид во атмосферата на егзопланетата, како и можно откривање на молекула наречена диметил сулфид.
На Земјата, диметил сулфидот се произведува од фитопланктонот во океаните, но брзо се распаѓа во морската вода осветлена од сончева светлина. Бидејќи K2-18b може да биде планета целосно покриена со воден океан, откривањето на диметил сулфид во нејзината атмосфера би можело да имплицира континуирано снабдување со него од микробниот морски свет таму.
Сепак, повторната анализа на откривањето на диметил сулфид на K2-18b од други истражувачи фрла сомнеж врз ова тврдење. Најзначајна беше демонстрацијата од 2025 година од страна на Луис Велбенкс и неговите колеги од Државниот универзитет во Аризона, која покажа дека изборот на молекуларни баркодови што треба да се вклучат во анализата радикално влијаел на резултатите.
Тие откриле дека голем број алтернативи, кои не биле истражени во оригиналната работа, се покажале како добри или подобри совпаѓања на измерените податоци.
За планети со големина на Земјата, за кои се претпоставува дека се карпести, е доста предизвик воопшто да се открие атмосфера со вселенскиот телескоп Џејмс Веб. Сепак, иднината е ветувачка, бидејќи бројните планирани мисии ќе ни овозможат да научиме многу повеќе за планетите што може да бидат слични на Земјата.
Претстојни мисии
Римскиот вселенски телескоп Ненси Грејс на НАСА, закажан за лансирање во 2029 година, ќе биде пионер во коронографските техники што овозможуваат поништување на ѕвездената светлина, така што многу побледи планети што орбитираат околу блиските ѕвезди можат директно да се изучуваат.
Телескопот Ариел на Европската вселенска агенција, закажан за лансирање во 2029 година, е наменска мисија за преносна спектроскопија дизајнирана да го одреди составот на атмосферите на егзопланетите.
Опсерваторијата за населени светови (HWO) на НАСА моментално е во фаза на планирање. Оваа мисија ќе го користи коронографот за да проучи околу 25 планети слични на Земјата, барајќи различни знаци на населеност.
HWO ќе има широка бранова должина од ултравиолетовиот до блискиот инфрацрвен спектар. Доколку близнакот на Земјата орбитира околу една од блиските целни ѕвезди на HWO, телескопот ќе ја собира ѕвездената светлина рефлектирана од планетата. Оваа рефлектирана ѕвездена светлина би содржела баркодови на двоатомски кислород (O₂) и други гасови карактеристични за атмосферата на нашата планета. Исто така, би го открила потписот на ѕвездената светлина апсорбирана од фотосинтетизирачките растенија: таканаречениот „црвен раб на вегетацијата“.
Површината на Земјата е поделена на копно и океани, кои ја рефлектираат светлината различно. HWO би можел да реконструира мапа на површината со ниска резолуција врз основа на промените во рефлектираната светлина како што континентите и океаните ротираат во и надвор од видното поле.
Значи, иднината изгледа многу ветувачка. Со вселенското летало што треба да биде лансирано во наредните години, би можеле да се доближиме до прашањето дали Земјата е единствена по тоа што на неа има живот, заклучува Карол Хасфел, професорка по астрофизика на Отворениот универзитет во својот напис на порталот „Конверзација“.
