Hledání mimozemského života je bezpochyby jedním z nejhlubších vědeckých snah naší doby. Pokud se mimozemský biologický život najde v blízkosti jiného světa poblíž jiné hvězdy, konečně se dozvíme, že život mimo naši sluneční soustavu je možný. Najít stopy mimozemské biologie ve vzdálených světech je nesmírně obtížné. Astronomové však vyvíjejí nové techniky, které budou pomocí výkonných dalekohledů nové generace používat k přesnému měření hmot v exoplanetové atmosféře. Doufáme, že samozřejmě najdeme důkazy mimozemského života.
Při hledání exoplanet se v poslední době dostalo velké pozornosti, díky částečně objevu sedmi malých mimozemských světů obíhajících malou hvězdu, červeného trpaslíka TRAPPIST-1. Tři z těchto exoplanet obíhají v potenciálně obyvatelné zóně hvězdy. To znamená, že v oblasti poblíž jakékoli hvězdy, ve které nebude příliš horké a příliš studené, aby voda existovala v kapalné formě.
Všude na Zemi, kde je tekutá voda, existuje život, takže pokud alespoň jeden z potenciálně obydlených světů TRAPPIST-1 má vodu, může tam být život.
Životní potenciál TRAPPIST-1 však zůstává čistou spekulací. Přestože se tento úžasný hvězdný systém nachází ve dvoře naší galaxie, nemáme tušení, zda v atmosféře některého z těchto světů existuje voda. Ani nevíme, jestli mají atmosféru. Víme jen to, jak dlouho byly exoplanety na oběžné dráze a jaké jsou jejich fyzické rozměry.
„První objev biosignátů v jiných světech může být jedním z nejvýznamnějších vědeckých objevů v našem životě,“říká Garrett Rouen, astronom z California Institute of Technology. "Bude to velký krok k zodpovězení jedné z největších otázek lidstva: jsme sami?"
Rouen pracuje v laboratoři Caltech Exoplanetary Technology Laboratory, ET Lab, která vyvíjí nové strategie pro vyhledávání exoplanetárních biosignatů, jako jsou molekuly kyslíku a metanu. Typicky takové molekuly reagují aktivně s jinými chemikáliemi a rychle se rozpadají v planetární atmosféře. Pokud tedy astronomové najdou spektroskopický „fingerprint“metanu v atmosféře exoplanety, může to znamenat, že za jeho výrobu jsou zodpovědné mimozemské biologické procesy.
Bohužel nemůžeme jen vzít nejsilnější dalekohled na světě a namířit jej na TRAPPIS-1, abychom zjistili, zda atmosféra těchto planet obsahuje metan.
Propagační video:
"K detekci molekul v exoplanetové atmosféře musí být astronomové schopni analyzovat světlo planety, aniž by byli úplně oslepeni světlem blízké hvězdy," říká Rouen.
Naštěstí červené trpasličí hvězdy (nebo M-trpaslíci) jako TRAPPIST-1 jsou chladné a slabé, takže problém bude méně závažný. A protože tyto hvězdy jsou nejčastějším typem hvězd v naší galaxii, věnují vědci při hledání objevů velkou pozornost červeným trpaslíkům.
Astronomové používají k izolaci odraženého hvězdného světla od exoplanety nástroj známý jako koronograf. Jakmile koronograf zachytí tlumené světlo exoplanety, spektrometr s nízkým rozlišením analyzuje chemické otisky prstů tohoto světa. Tato technologie je bohužel omezena na studium pouze největších exoplanet obíhajících od jejich hvězd.
Nové techniky ET Lab používají koronograf, optická vlákna a spektrometr s vysokým rozlišením, které společně zvýrazňují záři hvězdy a zachycují podrobný chemický otisk jakéhokoli světa na jeho oběžné dráze. Tato technika je známá jako vysoce disperzní koronografie (HDC) a má potenciál revoluci v našem chápání rozmanitosti exoplanetárních atmosfér. Práce na toto téma byla publikována v The Astronomy Journal.
„HDC je tak silný, že dokáže odhalit spektrální podpis planety, i když je pohřben v jasném světle hvězdy,“říká Rouen. "To umožňuje detekci molekul v atmosférách planet, které je velmi obtížné vizualizovat."
"Trik spočívá v rozdělení světla na více signálů a vytvoření toho, co astronomové nazývají spektrum s vysokým rozlišením, které pomáhá odlišit podpis planety od zbytku hvězdného světla."
Nyní potřebujete pouze výkonný dalekohled pro připojení systému.
Na konci roku 2020 se třicetimetrový dalekohled stane největším pozemním optickým dalekohledem na světě, a pokud budou použity ve spojení s HDC, budou astronomové schopni prozkoumat atmosféru potenciálně obyvatelných světů obíhajících kolem červených trpaslíků.
„Nalezení kyslíku a metanu v atmosféře pozemských planet obíhajících kolem trpaslíků typu Proxima Centauri b pomocí 30 metrů dalekohledu bude velmi vzrušující,“říká Rouen. "Stále se toho musíme hodně dozvědět o možné obživy těchto planet, ale je možné, že se tyto planety budou podobat Zemi."
Odhaduje se, že v naší galaxii je 58 miliard červených trpaslíků a většina z nich je známa tím, že mají planety, takže když se uvede do provozu dalekohled s třicetimetrovými metry, astronomové budou moci najít to, co bylo dříve nepřístupné.
V roce 2016 astronomové objevili exoplanet velikosti Země obíhající nejbližší trpaslíka M na Zemi, Proxima Centauri. Proxima b obíhá také v potenciálně obyvatelné zóně své hvězdy, díky čemuž je hlavním cílem hledání mimozemského života. Proxima b je pouhá čtyři světelné roky a doslova nás škádlí s možností navštívit ji někdy v budoucnosti.
ILYA KHEL