Przejdź do treści

Nowe narzędzie pomaga interpretować przyszłe wyniki poszukiwania życia na egzoplanetach

Metody poszukiwania życia na egzoplanetach

Jednym ze sposobów ustalenia, czy na innej planecie istnieje życie, jest poszukiwanie biosygnatur w świetle rozpraszanym poza jej atmosferą. Naukowcy z EPFL i Uniwersytetu Rzymskiego Tor Vergata opracowali oryginalny model, który interpretuje wyniki tej analizy.

Czy istnieje życie na odległej planecie? Jednym ze sposobów, w jaki astronomowie próbują się o tym dowiedzieć, jest analiza światła rozproszonego w atmosferze planety. Część tego światła, pochodzącego od gwiazdy, wokół której planeta krąży, wchodzi w interakcję z atmosferą i dostarcza ważnych wskazówek dotyczących zawartych w niej gazów. Jeżeli wykryte zostaną gazy takie jak tlen, metan lub ozon, może to wskazywać na obecność żywych organizmów. Gazy te znane są jako biosygnatury. Zespół naukowców z EPFL i Uniwersytetu Tor Vergata w Rzymie opracował model statystyczny, który może pomóc astronomom w interpretacji wyników poszukiwań tych „oznak życia”.

Od czasu odkrycia pierwszej egzoplanety – planety krążącej wokół gwiazdy innej niż Słońce – 25 lat temu, zidentyfikowano ponad 4300 kolejnych. Lista wciąż się powiększa: co dwa lub trzy dni odkrywana jest nowa. Około 200 z dotychczas znalezionych egzoplanet składa się głównie ze skał, tak jak Ziemia. Chociaż nie jest to jedyny wymóg, aby planeta mogła gościć życie – musi również posiadać wodę w stanie ciekłym i znajdować się w pewnej odległości od swojego słońca – jest to jedno z kryteriów, które astronomowie wykorzystują, skupiając się na swoich poszukiwaniach.

W nadchodzących latach wykorzystanie spektroskopii gazu do wykrywania biosygnatur w atmosferach planet będzie stawało się coraz ważniejszym elementem astronomii. Wiele programów badawczych w tej dziedzinie jest już w toku, jak na przykład satelita CHEOPS do polowania na egzoplanety, który na orbicie jest od grudnia 2019 roku.

Chociaż poczyniono znaczne postępy w wykrywaniu egzoplanetarnych sygnatur biologicznych, pozostaje kilka znaków zapytania. Jakie są implikacje tego rodzaju badań? Jak powinniśmy interpretować wyniki? A jeżeli na planecie zostanie wykryta tylko jedna biosygnatura? A co, jeśli nie zostaną wykryte żadne biosygnatury – jakie wnioski powinniśmy wyciągnąć? Na tego rodzaju pytania postanowili odpowiedzieć naukowcy z EPFL-Tor Vergata, przedstawiając swój nowy model.

Tradycyjnie astronomowie szukali życia na innych planetach bazując na tym, co wiemy o życiu i ewolucji biologicznej na Ziemi. Jednak dzięki nowej metodzie naukowcy zaczęli od niewiadomego: ile innych planet w naszej Galaktyce posiada jakąkolwiek formę życia? Ich model obejmuje takie czynniki, jak szacunkowa liczba innych gwiazd podobnych do Słońca w Galaktyce oraz liczba planet typu ziemskiego, które mogą krążyć na orbicie w nadającej się do zamieszkania odległości od tych gwiazd. Model wykorzystuje statystyki bayesowskie – szczególnie dobrze dopasowane do próbek małych rozmiarów – do obliczenia prawdopodobieństwa życia w naszej Galaktyce na podstawie liczby wykrytych biosygnatur: jednej, kilku lub żadnej.

Biorąc pod uwagę niewielką liczbę planet, które prawdopodobnie zostaną zbadane w najbliższej przyszłości i zakładając, że życie powstanie niezależnie na dowolnej planecie, badanie EPFL-Tor Vergata wykazało, że jeżeli wykryje się choćby jedną biosygnaturę, możemy stwierdzić, iż prawdopodobieństwo, że w Galaktyce jest ponad 100 000 zamieszkałych planet, przekracza 95% - to więcej niż liczba pulsarów, które są obiektami powstającymi, gdy masywna gwiazda wybucha pod koniec swojego życia. Z drugiej strony, jeżeli nie zostaną wykryte żadne sygnatury biologiczne, nie możemy koniecznie wywnioskować, że inne formy życia nie istnieją gdzie indziej w Drodze Mlecznej.

Naukowcy przyjrzeli się również teorii panspermii, która stwierdza, że zamiast pojawić się niezależnie na danej planecie, formy życia mogą być przenoszone z innej planety – na przykład poprzez materię organiczną lub mikroskopijne organizmy przenoszone na kometach, lub rozprzestrzeniać się między sąsiednimi planetami. Oznacza to, że prawdopodobieństwo życia na planecie zależy również od tego, jak daleko znajduje się ona od innych planet i jak łatwo różne formy życia – których cechy fizyczne mogą bardzo różnić się od tych, które znamy – są w stanie oprzeć się ekstremalnym warunkom kosmicznym, podróżować i dostać się na inne planety. Uwzględnienie panspermii zmienia przewidywalną liczbę zamieszkałych planet w innych częściach Galaktyki.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
New tool helps interpret future searches for life on exoplanets

Źródło: EPFL