Lidstvo zkoumá vesmír od nepaměti, ale hledání mimozemského života na exoplanetách má v tomto ohledu poměrně krátkou historii. To proto, že systémy schopné detekovat planety u jiných hvězd používáme zhruba deset let. Některé z objevených planet by mohly nést život, ale my jednoduše nevíme, jak to zjistit. Vznikl proto nový projekt, který má pomoci více se tomuto cíli přiblížit.
Která je ta pravá?
Analýzou dat především z vesmírného teleskopu Kepler bylo již lidstvo schopno odhalit na 3 500 planet, které nepatří do naší sluneční soustavy, ale jen málo z nich má velikost podobnou Zemi a zároveň obíhají v tzv. obyvatelné zóně.
Systém TRAPPIST-1: planety v zeleném poli se nacházejí v obyvatelné zóně, kde může být voda v tekutém stavu.
Tento výraz neznamená, že se tam můžeme hned přestěhovat, ale že exoplaneta v této obyvatelné zóně by měla mít tekutou vodu, pokud nějakou vodou vůbec disponuje. Velikost podobná Zemi je zase důležitá proto, že podle modelů vzniku planet by planety s průměrem menším než 1,5násobek průměru Země neměly být schopné vytvářet hustý plynný obal z vodíku a helia, jako je tomu v naší sluneční soustavě u Jupitera nebo Saturnu, a měl by tam tak být pevný povrch a řidší atmosféra.
To vše jsou předpoklady pro to, aby na takových planetách mohl vůbec vzniknout život v podobě, jaké jej nyní známe. Ale zda tam nějaký život opravdu vznikl, můžeme odhadovat jen na základě indicií. Většina objevených exoplanet je totiž vzdálených tak, že je vůbec problém je odhalit, natož zkoumat jejich vlastnosti.
Ukázka přechodu (tranzitu) planety přes hvězdu na údajích z Keplerova teleskopu
Hlavním hledačem exoplanet je vesmírný dalekohled Kepler, který pátrá po stopách planet tak, že sleduje změny jasnosti hvězd. Když planeta přejde přes hvězdu, její jasnost nepatrně poklesne a přístroj to zaznamená.
NExSS
Pokrok v tomto ohledu by měl znamenat projekt Nexus for Exoplanet Systems Science (NExSS). Ten chce spojit přední odborníky z astronomie, biologie a geologie ze státní i soukromé sféry, aby přišli na způsoby, jak na exoplanetách objevit život, který se třeba nebude podobat tomu našemu, protože bude mít jiné podmínky.
Putting Together a Community Strategy To Search for Extraterrestrial Life: https://t.co/fnnck5xOIg #exoplanets #astrobiology https://t.co/WlCYGxn4D7
Jedny z prvních výsledků této aktivity zveřejnil časopis Astrobiology ve svém červnovém vydání. V šesti článcích odborníci popisují různé způsoby, jak by bylo možné detekovat mimozemské „biologické stopy“ za použití současných a budoucích technologií a na co by se měli vědci zaměřit při jejich hledání.
Podle odhadů vědců zveřejněných v tomto časopise, je vysoce pravděpodobné, že do roku 2030 budeme schopni nacházet atmosférické bioznaky potenciálně obyvatelných planet. Definitivní důkaz cizího života však přijde mnohem později, až budou k dispozici výkonnější teleskopy, které umožní důkladnější analýzy.
Šest článků o hledání života
Pokud se podíváme na jednotlivé články, pak v prvním vysvětluje tým pod vedením Nancy Kiangové z Goddardova institutu pro vesmírné studie (GISS) v NASA, jaké druhy biosignálů by měli vědci hledat. Hlavní směr by měl být v hledání atmosférických plynů, které jsou produkovány živými organismy a dále pak světlo, které může život odrážet, respektive pohlcovat.
Druhý článek z pera skupiny vedené Viktorií Meadowsovou, profesorkou astronomie z Washingtonské univerzity, zase popisuje možné nástrahy při hledání určitých znaků, kdy by se vědci neměli nechat oklamat falešně pozitivními nebo falešně negativními výsledky při hledání života. Popisuje tak například, jak může vzniknout bioznak v podobě určité koncentrace kyslíku v atmosféře bez přítomnosti života a naopak, jak může cizí život produkovat bioznaky, na které nejsme na Zemi zvyklí.
Třetí práce od Edwarda Schwietermana z katedry věd o Zemi na Kalifornské univerzitě a dalších se pak zabývá historií života na Zemi a jeho vznikem a jak by se podobné procesy mohly projevit na jiných planetách.
Ve čtvrtém příspěvku astronom David Catling Washingtonské univerzity a jeho kolegové sepsali určitý vzor pro hodnocení exoplanetárních bioznaků. Vědci zde popisují, jak analyzovat chemické látky v atmosféře planety, co naznačuje přítomnost oceánů a kontinentů a jak odhadnout celkové klima planety. Na základě toho pak navrhují vytvořit určitý žebříček, který umožní zařadit exoplanetu do některé z kategorií pro schopnost podporovat život od „velmi pravděpodobné“ (90 - 100 %) až po „velmi nepravděpodobné (pod 10 %).
V pátém článku profesorka Yuka Fujiiová z oddělení planetárních věd na Tokijském technologickém institutu spolu s dalšími autory shrnuje, jaké máme nyní možnosti zkoumání exoplanet a jaká jsou naše omezení v této oblasti s výhledem do budoucna včetně nových teleskopů nebo potřeby vyslat k potenciálně zajímavým planetám kosmické sondy, abychom získali přímý obraz.
Poslední studie zveřejněná v časopise Astrobiology, kterou napsali astrobioložka Sara Walkerová z Arizonské univerzity a další autoři, se zabývá budoucností hledání mimozemského života. Využívá k tomu analýzu na základě statistické metody označované jako Bayesianská. Ta na základě současných dat umožní modelovat určité předpoklady budoucího vývoje. V této práci autoři popisují, jak Bayesiánskou metodu využít k určení exoplanet, na které bychom měli zaměřit svou pozornost.
Od teoretizování k praktické vědě
Základy inciativy NExSS je třeba hledat před zhruba dvěma roky v rámci online dikuzí a workshopu, který se konal v Seattlu. Do projektu se vedle vědců z NASA zapojují organizace z celého světa. Projekt je založen na astrobiologii, ale využívá znalostí astrofyziků, chemiků a biologů a také heliofyziků, planetárních vědců i vědců, kteří zkoumají Zemi.
„Posouváme se od teoretizování o životě někde v naší galaxii k důkladnému vědeckému zkoumání, které nám dá nakonec odpověď na otázku, zda jsme sami,“ říká Martin Still, který se v NASA specializuje na exoplanety.
