Ali možemo li koristiti teleskope da otkrijemo da li na nekom od ovih udaljenih svetova takođe postoji život? Jedan od metoda koji najviše obećava je analiza gasova prisutnih u atmosferama ovih planeta.
Sada znamo za više od 6.000 egzoplaneta. Sa toliko katalogizovanih, postoji niz načina da se suzi izbor svetova koji su najperspektivniji za biologiju. Koristeći udaljenost planete od njene zvezde, na primer, astronomi mogu da izračunaju verovatnu temperaturu na njenoj površini.
Zemlja je jedina planeta u Sunčevom sistemu sa okeanima tečne vode na svojoj površini, tako da su blage temperature mogući uslov za nastanjivu planetu. Na to da li planeta ima odgovarajuću temperaturu za tečnu vodu snažno utiču prisustvo i priroda atmosfere planete.
Zapanjujuće je da možemo da identifikujemo molekule prisutne u atmosferama egzoplaneta. Kvantna mehanika uzrokuje da svaka atmosferska hemikalija ima svoj poseban obrazac sličan bar-kodu, koji ostavlja na svetlosti koja prolazi kroz nju. Sakupljanjem zvezdane svetlosti koja je filtrirana kroz atmosferu egzoplanete, teleskopi mogu da vide bar-kodove molekula koji čine tu atmosferu.
Da bi iskoristila ovu prednost, planeta mora da prođe preko zvezde iz naše perspektive. To znači da funkcioniše samo za mali deo poznatih egzoplaneta.
Jačina signala zavisi od zastupljenosti molekula u atmosferi: jača za najzastupljenije molekule i postepeno slabija kako se zastupljenost smanjuje. To znači da je generalno najlakše detektovati dominantne molekule, iako to nije uvek tačno. Neki od bar-kodova su suštinski jaki, dok su drugi slabi.
Na primer, Zemljinom atmosferom dominira dvoatomski azot (N₂), ali ovaj molekul ima slab bar-kod u poređenju sa mnogo manje zastupljenim dvoatomskim kiseonikom (O₂), ozonom (O₃), ugljen-dioksidom (CO₂) i vodom (H₂O).
Detekcija molekula
Svemirski teleskop Džejms Veb (JWST) je veliki svemirski teleskop koji sakuplja svetlost na infracrvenim talasnim dužinama. Korišćen je za ispitivanje atmosfera raznih egzoplaneta.
Detekcija molekularnih otisaka u atmosferi egzoplanete nije potpuno jednostavna. Različiti timovi naučnika mogu izvući različite rezultate u zavisnosti od toga na koji način obrađuju iste podatke. Ali uprkos ovim poteškoćama, postignuta su relevantna otkrića molekula. Detektovani su jednostavni molekuli sa jakim bar-kodovima kao što su metan, ugljen-dioksid i voda.
Planete veće od Zemlje, ali manje od Neptuna – takozvani pod-Neptuni – najčešći su tip poznatih egzoplaneta. Upravo je za jednu od ovih planeta, K2-18b, 2025. godine izneta smela tvrdnja o otkrivanju biološkog potpisa. Analiza je otkrila dimetil sulfid, sa tvrdnjom da je šansa da je rezultat pogrešan manja od jedan prema hiljadu.
Na Zemlji, dimetil sulfid proizvodi fitoplankton u okeanima, ali se brzo razgrađuje u morskoj vodi osvetljenoj sunčevom svetlošću. Pošto je K2-18b možda planeta potpuno prekrivena vodenim okeanom, otkrivanje dimetil sulfida u njenoj atmosferi moglo bi da implicira kontinuirano snabdevanje njime iz mikrobnog morskog života tamo.
Ipak, ponovna analiza otkrića dimetil sulfida na K2-18b koja su sproveli drugi istraživači baca sumnju na ovu tvrdnju. Najznačajnija je bila demonstracija Luisa Velbanksa i kolega sa Državnog univerziteta Arizone iz 2025. godine, koja je pokazala da je izbor molekularnih bar-kodova za uključivanje u analizu radikalno uticao na rezultate.
Otkrili su da brojne alternative, koje nisu istražene u originalnom radu, pružaju podjednako dobro ili bolje poklapanje sa izmerenim podacima.
Za planete veličine Zemlje, za koje se pretpostavlja da su stenovite, prilično je veliki izazov uopšte detektovati atmosferu pomoću Svemirskog teleskopa Džejms Veb. Međutim, budućnost je obećavajuća, jer će nam brojne planirane misije omogućiti da saznamo mnogo više o planetama koje bi mogle biti slične Zemlji.
Predstojeće misije
Sa planiranim lansiranjem 2026. godine, teleskop Evropske svemirske agencije „Plato“ (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) identifikovaće planete daleko sličnije Zemlji i pogodnije za transmisionu spektroskopiju od onih koje trenutno poznajemo.
Nasin svemirski teleskop Nensi Grejs Roman, čije je lansiranje planirano za 2029. godinu, biće pionir u koronografskim tehnikama koje omogućavaju poništavanje zvezdane svetlosti kako bi se mnogo slabije planete koje kruže oko obližnjih zvezda mogle direktno da proučavaju.
Teleskop Ariel Evropske svemirske agencije, sa planiranim lansiranjem 2029. godine, je namenska misija transmisione spektroskopije, dizajnirana da ima mogućnost određivanja sastava atmosfera egzoplaneta.
Nasina Opservatorija za nastanjive svetove (Habitable Worlds Observatory – HWO) trenutno je u fazi planiranja. Ova misija će koristiti koronograf za proučavanje oko 25 planeta sličnih Zemlji, tražeći razne obeležja nastanjivosti.
HWO će imati široku pokrivenost talasnih dužina od ultraljubičastog do bliskog infracrvenog spektra. Ako bi blizanac Zemlje kružio oko jedne od obližnjih ciljnih zvezda HWO-a, teleskop bi sakupio svetlost zvezda koja se reflektuje sa planete. Ova reflektovana svetlost zvezda bi sadržala bar-kodove dvoatomskog kiseonika (O₂) i drugih gasova karakterističnih za atmosferu naše planete. Takođe bi otkrila potpis svetlosti zvezda koju apsorbuju biljke koje fotosintetišu: takozvanu „crvenu ivicu vegetacije“.
Zemljina površina je podeljena na kopno i okeane, koji različito reflektuju svetlost. HWO bi mogao da rekonstruiše mapu površine niske rezolucije na osnovu promena u reflektovanoj svetlosti dok se kontinenti i okeani rotiraju u i van vidnog polja.
Dakle, budućnost izgleda veoma obećavajuće. Sa letelicom koja će biti lansirana u narednim godinama, mogli bismo se približiti pitanju da li je Zemlja jedinstvena po tome što na njoj postoji život, zaključuje Karol Hasfel, profesorka astrofizike na Otvorenom univerzitetu u svom članku na portalu Konverzejšn.
(RTS)