Cercare, ascoltare e annusare

"Entro un decennio, troveremo prove convincenti della vita oltre la Terra", ha detto Ellen Stofan, direttrice scientifica dell'agenzia, alla conferenza Habitable Worlds in Space della NASA nell'aprile 2015. Ha aggiunto che i fatti inconfutabili e determinanti sull'esistenza della vita extraterrestre saranno raccolti entro 20-30 anni.

"Sappiamo dove guardare e come guardare", ha detto Stofan. "E dato che siamo sulla strada giusta, non c'è motivo di dubitare che troveremo ciò che stiamo cercando". Cosa si intendesse esattamente per corpo celeste, i rappresentanti dell'agenzia non hanno specificato. Le loro affermazioni indicano che potrebbe essere, ad esempio, Marte, un altro oggetto nel sistema solare, o una specie di esopianeta, anche se in quest'ultimo caso è difficile presumere che prove conclusive saranno ottenute in una sola generazione. Decisamente Le scoperte degli ultimi anni e mesi mostrano una cosa: l'acqua - e allo stato liquido, che è considerata una condizione necessaria per la formazione e il mantenimento degli organismi viventi - è abbondante nel sistema solare.

"Entro il 2040 avremo scoperto la vita extraterrestre", ha fatto eco Seth Szostak della NASA del SETI Institute nelle sue numerose dichiarazioni ai media. Tuttavia, non stiamo parlando di contatto con una civiltà aliena: negli ultimi anni siamo stati affascinati dalle nuove scoperte proprio dei prerequisiti per l'esistenza della vita, come le risorse idriche liquide nei corpi del sistema solare, le tracce di bacini idrici e flussi. su Marte o la presenza di pianeti simili alla Terra nelle zone vitali delle stelle. Quindi sentiamo parlare delle condizioni favorevoli alla vita e delle tracce, il più delle volte chimiche. La differenza tra il presente e quanto accaduto qualche decennio fa è che ora le impronte, i segni e le condizioni di vita non sono eccezionali quasi da nessuna parte, nemmeno su Venere o nelle viscere delle lontane lune di Saturno.

Il numero di strumenti e metodi utilizzati per scoprire tali indizi specifici sta crescendo. Stiamo migliorando i metodi di osservazione, ascolto e rilevamento in varie lunghezze d'onda. Si è parlato molto ultimamente della ricerca di tracce chimiche, firme di vita anche attorno a stelle molto lontane. Questo è il nostro "annusare".

Ottimo baldacchino cinese

I nostri strumenti sono più grandi e più sensibili. A settembre 2016 il colosso è entrato in funzione. Radiotelescopio cinese VELOCEil cui compito sarà quello di cercare segni di vita su altri pianeti. Gli scienziati di tutto il mondo ripongono grandi speranze nel suo lavoro. "Sarà in grado di osservare più velocemente e più lontano che mai nella storia dell'esplorazione extraterrestre", ha affermato Douglas Vakoch, presidente METI Internazionale, un'organizzazione dedicata alla ricerca di forme aliene di intelligenza. Il campo visivo FAST sarà il doppio di Telescopio di Arecibo a Porto Rico, che è stata in prima linea negli ultimi 53 anni.

La calotta FAST (telescopio sferico con apertura di cinquecento metri) ha un diametro di 500 m ed è composta da 4450 pannelli triangolari di alluminio. Occupa un'area paragonabile a trenta campi da calcio. Per lavorare ha bisogno del silenzio più totale entro un raggio di 5 km, pertanto sono state ricollocate quasi 10 persone provenienti dalla zona circostante. le persone. Il radiotelescopio si trova in una piscina naturale tra lo splendido scenario di formazioni carsiche verdi nella provincia meridionale del Guizhou.

Tuttavia, prima che FAST possa monitorare adeguatamente la vita extraterrestre, deve prima essere adeguatamente calibrato. Pertanto, i primi due anni del suo lavoro saranno dedicati principalmente alla ricerca preliminare e alla regolamentazione.

Milionario e fisico

Uno dei progetti recenti più famosi per la ricerca della vita intelligente nello spazio è un progetto di scienziati britannici e americani, supportati dal miliardario russo Yuri Milner. L'uomo d'affari e fisico ha speso 100 milioni di dollari in ricerche che dovrebbero durare almeno dieci anni. "In un giorno, raccoglieremo tanti dati quanti altri programmi simili hanno raccolto in un anno", afferma Milner. Il fisico Stephen Hawking, che è coinvolto nel progetto, afferma che la ricerca ha senso ora che sono stati scoperti così tanti pianeti extrasolari. "Ci sono così tanti mondi e molecole organiche nello spazio che sembra che la vita possa esistere lì", ha commentato. Il progetto sarà definito il più grande studio scientifico fino ad oggi alla ricerca di segni di vita intelligente oltre la Terra. Guidato da un team di scienziati dell'Università della California, Berkeley, avrà ampio accesso a due dei più potenti telescopi del mondo: banca verde in West Virginia e Parchi del telescopio nel Nuovo Galles del Sud, Australia.

Possiamo riconoscere da lontano una civiltà avanzata da:

• la presenza di gas, in particolare inquinanti atmosferici, clorofluorocarburi, anidride carbonica, metano, ammoniaca;
• luci e riflessi di luce da oggetti costruiti dalla civiltà;
• dissipazione di calore;
• emissioni intense di radiazioni;
• oggetti misteriosi, ad esempio grandi stazioni e navi in ​​movimento;
• l'esistenza di strutture la cui formazione non può essere spiegata con riferimento a cause naturali.

Milner ha presentato un'altra iniziativa chiamata. Ha promesso di pagare $ 1 milione. premi a chi crea uno speciale messaggio digitale da inviare nello spazio che meglio rappresenta l'umanità e la Terra. E le idee del duo Milner-Hawking non finiscono qui. Di recente, i media hanno riferito di un progetto che prevede l'invio di una nanosonda a guida laser a un sistema stellare che raggiunge velocità di... un quinto della velocità della luce!

chimica spaziale

Niente è più confortante per coloro che cercano la vita nello spazio esterno della scoperta di ben note sostanze chimiche "familiari" negli angoli più esterni dello spazio. Persino nuvole di vapore acqueo "Appeso" nello spazio. Alcuni anni fa, una tale nuvola è stata scoperta attorno al quasar PG 0052+251. Secondo le conoscenze moderne, questo è il più grande serbatoio d'acqua conosciuto nello spazio. Calcoli precisi mostrano che se tutto questo vapore acqueo si condensasse, ci sarebbero 140 trilioni di volte più acqua dell'acqua in tutti gli oceani della Terra. La massa del "serbatoio d'acqua" trovato tra le stelle è 100 XNUMX. volte la massa del sole. Solo perché da qualche parte c'è acqua non significa che lì ci sia vita. Affinché possa prosperare, devono essere soddisfatte molte condizioni diverse.

Di recente, sentiamo parlare abbastanza spesso di "ritrovamenti" astronomici di sostanze organiche in angoli remoti dello spazio. Nel 2012, ad esempio, gli scienziati hanno scoperto a una distanza di circa XNUMX anni luce da noi idrossilamminache è composto da atomi di azoto, ossigeno e idrogeno e, se combinato con altre molecole, è teoricamente in grado di formare le strutture della vita su altri pianeti.

Composti organici in un disco protoplanetario in orbita attorno alla stella MWC 480.

Metilcianuro (SN₃CN) Ì cianoacetilene (HC₃N) che si trovavano nel disco protoplanetario in orbita attorno alla stella MWC 480, scoperto nel 2015 dai ricercatori dell'American Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), è un altro indizio che potrebbe esserci chimica nello spazio con possibilità di biochimica. Perché questa relazione è una scoperta così importante? Erano presenti nel nostro sistema solare nel momento in cui si stava formando la vita sulla Terra e, senza di loro, il nostro mondo probabilmente non sarebbe come appare oggi. La stessa stella MWC 480 ha una massa doppia rispetto alla nostra stella e dista circa 455 anni luce dal Sole, il che non è molto rispetto alle distanze che si trovano nello spazio.

Recentemente, nel giugno 2016, i ricercatori di un team che comprende, tra gli altri, Brett McGuire dell'Osservatorio NRAO e il professor Brandon Carroll del California Institute of Technology hanno notato tracce di molecole organiche complesse appartenenti alle cosiddette molecole chirali. La chiralità si manifesta nel fatto che la molecola originale e la sua immagine speculare non sono identiche e, come tutti gli altri oggetti chirali, non possono essere combinate per traslazione e rotazione nello spazio. La chiralità è caratteristica di molti composti naturali: zuccheri, proteine, ecc. Finora non ne abbiamo visto nessuno, ad eccezione della Terra.

Queste scoperte non significano che la vita abbia origine nello spazio. Tuttavia, suggeriscono che almeno alcune delle particelle necessarie per la sua nascita potrebbero formarsi lì, e quindi viaggiare sui pianeti insieme a meteoriti e altri oggetti.

I colori della vita

Meritato Telescopio spaziale Keplero ha contribuito alla scoperta di più di cento pianeti terrestri e ha migliaia di candidati esopianeti. A partire dal 2017, la NASA prevede di utilizzare un altro telescopio spaziale, il successore di Kepler. Satellite di esplorazione di esopianeti in transito, TESS. Il suo compito sarà quello di cercare pianeti extrasolari in transito (cioè che passano attraverso le stelle madri). Inviandolo in un'orbita ellittica alta attorno alla Terra, puoi scansionare l'intero cielo alla ricerca di pianeti in orbita attorno a stelle luminose nelle nostre immediate vicinanze. La missione dovrebbe durare due anni, durante i quali verranno esplorati circa mezzo milione di stelle. Grazie a ciò, gli scienziati si aspettano di scoprire diverse centinaia di pianeti simili alla Terra. Ulteriori nuovi strumenti come ad es. Telescopio spaziale James Webb (James Webb Space Telescope) dovrebbe seguire e scavare nelle scoperte già fatte, sondare l'atmosfera e cercare indizi chimici che potrebbero poi portare alla scoperta della vita.

Project Transiting Exoplanet Survey Satellite - Visualizzazione

Tuttavia, per quanto ne sappiamo approssimativamente quali siano le cosiddette biosignature della vita (ad esempio la presenza di ossigeno e metano nelle atmosfere), non si sa quale di questi segnali chimici da una distanza di decine e centinaia di luce anni finalmente decidono la questione. Gli scienziati concordano sul fatto che la presenza di ossigeno e metano allo stesso tempo è un forte prerequisito per la vita, poiché non sono noti processi non viventi che produrrebbero entrambi i gas contemporaneamente. Tuttavia, a quanto pare, tali firme possono essere distrutte da eso-satelliti, possibilmente in orbita attorno a esopianeti (come fanno intorno alla maggior parte dei pianeti del sistema solare). Perché se l'atmosfera della Luna contiene metano e i pianeti contengono ossigeno, allora i nostri strumenti (allo stadio attuale del loro sviluppo) possono combinarli in un'unica traccia ossigeno-metano senza notare l'esoluna.

Forse dovremmo cercare non tracce chimiche, ma colore? Molti astrobiologi ritengono che gli alobatteri siano stati tra i primi abitanti del nostro pianeta. Questi microbi hanno assorbito lo spettro verde della radiazione e lo hanno convertito in energia. D'altra parte, riflettevano la radiazione viola, per cui il nostro pianeta, visto dallo spazio, aveva proprio quel colore.

Per assorbire la luce verde, sono stati utilizzati alobatteri retinico, cioè viola visivo, che può essere trovato negli occhi dei vertebrati. Tuttavia, nel tempo, lo sfruttamento dei batteri ha cominciato a prevalere sul nostro pianeta. clorofillache assorbe la luce viola e riflette la luce verde. Ecco perché la terra ha l'aspetto che ha. Gli astrologi ipotizzano che in altri sistemi planetari gli alobatteri possano continuare a crescere, quindi ipotizzano cerca la vita sui pianeti viola.

È probabile che oggetti di questo colore vengano visti dal già citato telescopio James Webb, il cui lancio è previsto nel 2018. Tali oggetti, tuttavia, possono essere osservati, purché non siano troppo lontani dal sistema solare, e la stella centrale del sistema planetario sia abbastanza piccola da non interferire con altri segnali.

Altri organismi primordiali su un esopianeta simile alla Terra, con ogni probabilità, piante e alghe. Poiché questo significa il colore caratteristico della superficie, sia terra che acqua, si dovrebbero cercare alcuni colori che segnalano la vita. I telescopi di nuova generazione dovrebbero rilevare la luce riflessa dagli esopianeti, che ne rivelerà i colori. Ad esempio, nel caso dell'osservazione della Terra dallo spazio, puoi vedere una grande dose di radiazioni. radiazione infrarossa vicinache è derivato dalla clorofilla nella vegetazione. Tali segnali, ricevuti in prossimità di una stella circondata da esopianeti, indicherebbero che "lì" potrebbe anche esserci qualcosa in crescita. Il verde lo suggerirebbe ancora più fortemente. Un pianeta coperto di licheni primitivi sarebbe in ombra bile.

Gli scienziati determinano la composizione delle atmosfere degli esopianeti in base al suddetto transito. Questo metodo consente di studiare la composizione chimica dell'atmosfera del pianeta. La luce che passa attraverso l'alta atmosfera cambia il suo spettro: l'analisi di questo fenomeno fornisce informazioni sugli elementi ivi presenti.

I ricercatori dell'University College London e dell'Università del New South Wales hanno pubblicato nel 2014 sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences una descrizione di un nuovo metodo più accurato per analizzare l'occorrenza di metano, il più semplice dei gas organici, la cui presenza è generalmente riconosciuta come segno di vita potenziale. Sfortunatamente, i modelli moderni che descrivono il comportamento del metano sono tutt'altro che perfetti, quindi la quantità di metano nell'atmosfera di pianeti lontani è solitamente sottovalutata. Utilizzando supercomputer di ultima generazione forniti dal progetto DiRAC() e dall'Università di Cambridge, sono state modellate circa 10 miliardi di righe spettrali, che possono essere associate all'assorbimento di radiazioni da parte di molecole di metano a temperature fino a 1220°C . L'elenco delle nuove linee, circa 2 volte più lunghe delle precedenti, consentirà di studiare meglio il contenuto di metano in un range di temperatura molto ampio.

Il metano segnala la possibilità di vita, mentre un altro gas molto più costoso ossigeno - si scopre che non vi è alcuna garanzia dell'esistenza della vita. Questo gas sulla Terra proviene principalmente da piante fotosintetiche e alghe. L'ossigeno è uno dei principali segni di vita. Tuttavia, secondo gli scienziati, potrebbe essere un errore interpretare la presenza di ossigeno come equivalente alla presenza di organismi viventi.

Studi recenti hanno individuato due casi in cui il rilevamento di ossigeno nell'atmosfera di un pianeta lontano può dare una falsa indicazione della presenza della vita. In entrambi, l'ossigeno è stato prodotto come risultato di prodotti non abiotici. In uno degli scenari che abbiamo analizzato, la luce ultravioletta di una stella più piccola del Sole potrebbe danneggiare l'anidride carbonica nell'atmosfera di un esopianeta, liberando da esso molecole di ossigeno. Simulazioni al computer hanno dimostrato che il decadimento della CO₂ dà non solo₂, ma anche una grande quantità di monossido di carbonio (CO). Se questo gas viene fortemente rilevato oltre all'ossigeno nell'atmosfera dell'esopianeta, potrebbe indicare un falso allarme. Un altro scenario riguarda le stelle di piccola massa. La luce che emettono contribuisce alla formazione di molecole di O di breve durata.₄. La loro scoperta accanto a O₂ dovrebbe anche suscitare un allarme per gli astronomi.

Alla ricerca di metano e altre tracce

La principale modalità di transito dice poco sul pianeta stesso. Può essere utilizzato per determinarne le dimensioni e la distanza dalla stella. Un metodo per misurare la velocità radiale può aiutare a determinarne la massa. La combinazione dei due metodi permette di calcolare la densità. Ma è possibile esaminare più da vicino l'esopianeta? Si scopre che lo è. La NASA sa già come visualizzare meglio pianeti come Kepler-7 b, per il quale i telescopi Kepler e Spitzer sono stati utilizzati per mappare le nubi atmosferiche. Si è scoperto che questo pianeta è troppo caldo per le forme di vita come lo conosciamo, con temperature che vanno da 816 a 982 °C. Tuttavia, il fatto stesso di una descrizione così dettagliata è un grande passo avanti, dato che stiamo parlando di un mondo che è distante da noi cento anni luce.

Sarà utile anche l'ottica adattiva, utilizzata in astronomia per eliminare i disturbi causati dalle vibrazioni atmosferiche. Il suo utilizzo è controllare il telescopio con un computer per evitare la deformazione locale dello specchio (dell'ordine di diversi micrometri), che corregge gli errori nell'immagine risultante. sì funziona Scanner del pianeta Gemelli (GPI) con sede in Cile. Lo strumento è stato lanciato per la prima volta nel novembre 2013. GPI utilizza rilevatori a infrarossi, che sono abbastanza potenti da rilevare lo spettro luminoso di oggetti oscuri e distanti come gli esopianeti. Grazie a questo, sarà possibile saperne di più sulla loro composizione. Il pianeta è stato scelto come uno dei primi bersagli di osservazione. In questo caso, il GPI funziona come un coronografo solare, il che significa che attenua il disco di una stella lontana per mostrare la luminosità di un pianeta vicino.

La chiave per osservare i "segni di vita" è la luce di una stella in orbita attorno al pianeta. Gli esopianeti, passando attraverso l'atmosfera, lasciano una traccia specifica che può essere misurata dalla Terra con metodi spettroscopici, ad es. analisi della radiazione emessa, assorbita o diffusa da un oggetto fisico. Un approccio simile può essere utilizzato per studiare le superfici degli esopianeti. Tuttavia, c'è una condizione. Le superfici devono assorbire o disperdere sufficientemente la luce. I pianeti in evaporazione, ovvero i pianeti i cui strati esterni galleggiano in una grande nuvola di polvere, sono buoni candidati.

A quanto pare, possiamo già riconoscere elementi come nuvolosità del pianeta. L'esistenza di una densa copertura nuvolosa attorno agli esopianeti GJ 436b e GJ 1214b è stata stabilita sulla base di un'analisi spettroscopica della luce delle stelle madri. Entrambi i pianeti appartengono alla categoria delle cosiddette super-Terre. GJ 436b si trova a 36 anni luce dalla Terra nella costellazione del Leone. GJ 1214b si trova nella costellazione dell'Ofiuco, a 40 anni luce di distanza.

L'Agenzia Spaziale Europea (ESA) sta attualmente lavorando su un satellite il cui compito sarà quello di caratterizzare e studiare accuratamente la struttura di esopianeti già conosciuti (CHEOPE). Il lancio di questa missione è previsto per il 2017. La NASA, a sua volta, vuole inviare nello stesso anno nello spazio il già citato satellite TESS. Nel febbraio 2014 l'Agenzia spaziale europea ha approvato la missione PLATONE, associato all'invio di un telescopio nello spazio progettato per cercare pianeti simili alla Terra. Secondo il piano attuale, nel 2024 dovrebbe iniziare a cercare oggetti rocciosi con contenuto d'acqua. Queste osservazioni dovrebbero anche aiutare nella ricerca dell'exmoon, più o meno allo stesso modo in cui sono stati utilizzati i dati di Keplero.

L'ESA europea ha sviluppato il programma diversi anni fa. Darwin. La NASA aveva un simile "cingolato planetario". TPF (). Lo scopo di entrambi i progetti era quello di studiare pianeti delle dimensioni della Terra per la presenza di gas nell'atmosfera che segnalano condizioni favorevoli per la vita. Entrambi includevano idee audaci per una rete di telescopi spaziali che collaborano alla ricerca di esopianeti simili alla Terra. Dieci anni fa le tecnologie non erano ancora sufficientemente sviluppate, i programmi erano chiusi, ma non tutto era vano. Arricchiti dall'esperienza della NASA e dell'ESA, stanno attualmente lavorando insieme sul telescopio spaziale Webb di cui sopra. Grazie al suo grande specchio di 6,5 metri sarà possibile studiare le atmosfere di grandi pianeti. Ciò consentirà agli astronomi di rilevare tracce chimiche di ossigeno e metano. Si tratterà di informazioni specifiche sulle atmosfere degli esopianeti: il prossimo passo nel perfezionamento delle conoscenze su questi mondi lontani.

Vari team stanno lavorando alla NASA per sviluppare nuove alternative di ricerca in quest'area. Uno di questi meno conosciuti e ancora in fase iniziale è il . Si tratterà di come ombreggiare la luce di una stella con qualcosa come un ombrello, in modo da poter osservare i pianeti alla sua periferia. Analizzando le lunghezze d'onda, sarà possibile determinare le componenti delle loro atmosfere. La NASA valuterà il progetto quest'anno o il prossimo e deciderà se la missione ne vale la pena. Se inizia, allora nel 2022.

Civiltà alla periferia delle galassie?

Trovare tracce di vita significa aspirazioni più modeste della ricerca di intere civiltà extraterrestri. Molti ricercatori, tra cui Stephen Hawking, non consigliano quest'ultimo, a causa delle potenziali minacce per l'umanità. Nei circoli seri, di solito non si fa menzione di civiltà aliene, fratelli spaziali o esseri intelligenti. Tuttavia, se vogliamo cercare alieni avanzati, alcuni ricercatori hanno anche idee su come aumentare le possibilità di trovarli.

Per esempio. L'astrofisica Rosanna Di Stefano dell'Università di Harvard afferma che le civiltà avanzate vivono in ammassi globulari fitti alla periferia della Via Lattea. La ricercatrice ha presentato la sua teoria all'incontro annuale dell'American Astronomical Society a Kissimmee, in Florida, all'inizio del 2016. Di Stefano giustifica questa ipotesi piuttosto controversa con il fatto che ai margini della nostra galassia ci sono circa 150 vecchi e stabili ammassi sferici che forniscono un buon terreno per lo sviluppo di qualsiasi civiltà. Stelle ravvicinate possono significare molti sistemi planetari ravvicinati. Così tante stelle raggruppate in palline sono un buon terreno per salti di successo da un posto all'altro mantenendo una società avanzata. La vicinanza delle stelle negli ammassi potrebbe essere utile per sostenere la vita, ha detto Di Stefano.