Στο απέραντο Σύμπαν που περιέχει αφάνταστα μεγάλο αριθμό αστέρων και πλανητών, οι επιστήμονες θεωρούν ότι σίγουρα πρέπει να υπάρχει κάποια άλλη ζωή που έχει εμφανιστεί κάπου εκεί έξω. Χάρη στο νέο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST), μπορεί να είμαστε σε θέση να κάνουμε ένα βήμα πιο κοντά στην ανακάλυψη σημάτων των κοσμικών γειτόνων μας, που μπορεί να βρίσκονται σε εξωπλανήτες σε αποστάσεις πολλών εκατομμυρίων χιλιομέτρων μακριά από τη Γη.
Σε μια νέα επιστημονική σειρά του PBS NOVA με τίτλο New Eye on the Universe, η οποία έκανε πρεμιέρα στις 22 Φεβρουαρίου, οι επιστήμονες συζητούν πώς το JWST μπορεί να τους βοηθήσει να καταλάβουν ποιοι εξωπλανήτες έχουν ατμόσφαιρες και επομένως έχουν την ευκαιρία να υπάρχει ζωή σε αυτούς. «Όλη η κοινή λογική του πώς λειτουργεί η βιολογία, η χημεία, η γεωλογία και η φυσική, θα πει: όχι, δεν είμαστε μόνοι», είπε ο Hakeem Oluseyi, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο George Mason, σε ένα απόσπασμα από το ντοκιμαντέρ.
Οι εξωπλανήτες είναι πλανήτες που περιφέρονται γύρω από αστέρες εκτός από τον ήλιο μας. Έχουμε βρει 5.332 επιβεβαιωμένους εξωπλανήτες από την 1η Μαρτίου 2023, σε 3.931 πλανητικά συστήματα. Περίπου 855 από αυτά τα αστρικά συστήματα έχουν περισσότερους από έναν πλανήτες.
James Webb θα καταγράψεις τέτοιες διαβάσεις εξωπλανητών για να μελετήσει τη χημική σύσταση των ατμοσφαιρών τους.
Η πιο δημοφιλής μέθοδος ανίχνευσης εξωπλανητών είναι η μέθοδος των διαβάσεων, όπου περιμένουμε υπομονετικά μέχρι να περάσει ο πλανήτης μπροστά από το μητρικό του αστέρα, οπότε καταγράφουμε τη συνολική μείωση του φωτός από αστέρα και πλανήτη, παίρνουμε δηλαδή τη λεγόμενη καμπύλη φωτός. Υπάρχουν πολλές άλλες μέθοδοι, αλλά αυτή είναι μακράν η πιο δημοφιλής, με αυτή έχουν ανακαλυφθεί οι περισσότεροι από τους επιβεβαιωμένους μέχρι σήμερα εξωπλανήτες.
Κοιτάζοντας τους εξωπλανήτες καθώς περνούν μπροστά από το άστρο τους, επιτρέπει επίσης στους αστροφυσικούς να προσδιορίσουν εάν ο πλανήτης έχει ατμόσφαιρα, η οποία θα ήταν απαραίτητη προϋπόθεση για τη ζωή σε αυτόν τον πλανήτη. «Αυτό προέρχεται από μια πολύ έξυπνη παρατήρηση που έγινε το 2000», είπε ο Espinoza. αστροφυσικός και αστρονόμος στο Επιστημονικό Ινστιτούτο του Διαστημικού Τηλεσκοπίου (STScI) στη Βαλτιμόρη. «Κατάλαβαν ότι όταν ένας πλανήτης περνά μπροστά από τον μητρικό του αστέρα, τότε μέρος του αστρικού φωτός φιλτράρεται μέσα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη, ο πλανήτης μπλοκάρει μέρος του φωτός, αλλά αυτό το μικρό κλάσμα του φωτός που περνάει επίσης από την ατμόσφαιρα αλληλεπιδρά με αυτό. Έτσι, μερικές από αυτές τις πληροφορίες αποθηκεύονται σε αυτό το φως”.
Οι ερευνητές μπορούν στη συνέχεια να αναλύσουν τα φωτεινά σήματα και να προσδιορίσουν εάν υπάρχουν χημικές ουσίες που υποδεικνύουν ότι υπάρχει ατμόσφαιρα και, αν υπάρχει, από τι αποτελείται. “Υπάρχουν δύο μόρια από την ύπαρξη των οποίων προσπαθούμε να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση [για το αν υπάρχει ατμόσφαιρα]. Το ένα είναι το διοξείδιο του άνθρακα. Και ο λόγος για τον οποίο αναζητούμε διοξείδιο του άνθρακα βασίζεται στη δική μας εμπειρία στο Ηλιακό Σύστημα. Ο Άρης και η Αφροδίτη έχουν ατμόσφαιρες που κυριαρχεί το διοξείδιο του άνθρακα, ενώ στη Γη είναι το άζωτο. Αλλά αποδεικνύεται ότι οι ατμόσφαιρες του διοξειδίου του άνθρακα παράγουν τα μεγαλύτερα σήματα. Αυτό είναι εκείνο που ψάχνουμε στην αρχή, προσπαθώντας να καταλάβουμε αν έχουν ατμόσφαιρες. Αλλά οι άνθρωποι ψάχνουν επίσης για υδάτινα στοιχεία», είπε ο Espinoza. Ψάχνουν επίσης για ατμόσφαιρες με κυρίαρχο μεθάνιο, τις οποίες έχουμε και στο δικό μας ηλιακό σύστημα, όπως στον Τιτάνα, ένα από τα φεγγάρια του Κρόνου.
Ακόμα κι αν ένας εξωπλανήτης έχει ατμόσφαιρα, αυτό δεν σημαίνει ότι ο πλανήτης θα είναι κατοικήσιμος για ζωή. Οι ερευνητές πρέπει να αναλύσουν το περιεχόμενο της ατμόσφαιρας για να δουν εάν υπάρχουν χημικές ουσίες που δημιουργούνται μόνο από ζωντανά κύτταρα. «Δεν υπάρχει ισχυρή συναίνεση για το τι ακριβώς είναι εκείνο που θα μας πει ότι αυτό είναι ζωή», είπε ο Espinoza. “Δεν χρειάζεσαι μόνο ένα μόριο για να ανιχνευθεί, χρειάζεσαι πολλά μόρια που μπορείς να ανιχνεύσεις. Εάν αυτή η χημεία μπορούσε να προέλθει από τη ζωή, βασικά, το καλύτερο παράδειγμα που μπορώ να δώσω σε αυτό είναι όπως αυτό που συνέβη με την Αφροδίτη.”
Ο Espinoza περιέγραψε ότι όταν ανιχνεύθηκε φωσφίνη στην Αφροδίτη, πολλοί ισχυρίστηκαν ότι αυτό σήμαινε ότι ο πλανήτης είχε ζωή, καθώς συνήθως η φωσφίνη παράγεται μόνο από ζωντανά πλάσματα. Ωστόσο, μετά από περαιτέρω έρευνα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι είναι δυνατό να δημιουργηθεί φωσφίνη και με απουσία ζωής. Είναι επίσης πιθανό η ζωή αλλού να είναι εντελώς διαφορετική από οτιδήποτε μπορούμε να αναγνωρίσουμε και να μην μάθουμε επειδή ψάχνουμε για τα λάθος σημάδια.
Το JWST έχει «αλλάξει το παιχνίδι» για την έρευνα για εξωπλανήτες, καθώς έχει επιτρέψει στους αστροφυσικούς πολύ μεγαλύτερο βαθμό λεπτομέρειας στις παρατηρήσεις. Όπως είπε ο Espinoza «Τώρα με το James Webb, ανοίγει η ποσότητα των χρωμάτων και των περιοχών, και τα χρώματα ισοδυναμούν με το είδος των μορίων που μπορούμε να ανιχνεύσουμε. Με το James Webb, ανοίγει ολόκληρο το χημικό απόθεμα, [μπορεί να ανιχνεύσει νερό, διοξείδιο του άνθρακα, και ούτω καθεξής]. Έτσι, πραγματικά, αλλάζει το παιχνίδι στην ακρίβεια, επειδή το τηλεσκόπιο είναι τόσο μεγάλο και τόσο σταθερό.Το γεγονός ότι μπορούμε όχι μόνο να κάνουμε έρευνα με αυτό, αλλά να την κάνουμε με μεγάλη ακρίβεια, είναι κάτι στο οποίο δεν είχαμε πρόσβαση στο παρελθόν».
Ο Espinoza «δεν κρατά την ανάσα του» ότι το JWST θα βρει ζωή σύντομα, αλλά παραμένει ανοιχτός στην ιδέα αυτή. «Τώρα όσον αφορά τις προοπτικές του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb να ανιχνεύσει ζωή, δεν νομίζω ότι είναι πολύ πιθανό, για να είμαι πολύ ειλικρινής. Και είμαι καλός επιστήμονας, βάζω την προειδοποίηση “όχι πολύ πιθανό”. Επειδή δεν ξέρουμε τι θα δούμε σε αυτά τα δεδομένα, αλλά καλό θα είναι να έχουμε κατά νου ότι η απάντηση, νομίζω, που μπορεί πραγματικά να δώσει το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb είναι: Έχει αυτός ο πλανήτης καθόλου ατμόσφαιρα ή όχι;. Αυτό είναι το πολύ μεγάλο ερώτημα. Αυτό είναι το βασικό. Και είναι σαν ένα μικρό βήμα για τους μαθητές μας, αλλά ένα τεράστιο βήμα για την ανθρωπότητα, Έτσι δεν ξέρουμε πραγματικά, χρειαζόμαστε πολλά δεδομένα. Είμαστε στην αρχή αυτή τη στιγμή», είπε ο Espinoza.
Περισσότερα εδώ
