Kako je Carl Sagan u potrazi za životom na drugim planetama detektovao život na Zemlji i zašto je važno ovo “traženje tople vode”?

Potraga za izvanzemaljskim životom je nekako opštepoznata tema i golica maštu, kako nas „običnih ljudi“ tako i naučnika koji već desetljećima pokušavaju pronaći način da saznaju istinu. Tako se u svojoj potrazi obično fokusiraju na planete iz ,”Goldilocks zone” prema Zlatokosoj iz priče “Zlatokosa i tri medvjeda”. Naime, u toj priči, Zlatokosa traži sredinu – neće pojesti kašu od meda ako je prevruća ili prehladna. Upravo su takve i planete u Goldilocks zoni – ni prevruće ni prehladne. Ovu zonu (udaljenosti planete od sunca) naučnici tretiraju kao „habitable zone“ ili naseljivu zonu, i upravo na egzoplanetama iz ove zone traže život.

Ali, da li ste se ikada zapitali kako to naučnici „traže život“ na drugim planetama? Nije baš da mogu sjesti u svemirsku letjelicu, otputovati na drugu planetu i na njoj tražiti život, kao da su negdje u stanu zaturili ključeve od auta.

Zato se većina ovih istraživanja vodi posmatranjem planeta sa udaljenosti, iz svemirkih šatlova, analizom fotografija, uz pomoć raznih instrumenata za detekciju atmosfere, refleksije svjetla, analizom radio valova koji dolaze sa proučavane planete… Kada znamo da je 71% naše planete prekriveno vodom, a trećina kopna su pustinje, ne možemo a da se ne zapitamo kako ovakvim „gledanjem izdaleka“ uopšte uočiti sav taj živi svijet na Zemlji (a Zemlja je jedna poprilično bogato naseljena planeta) i  kako onda uočiti život na nekoj drugoj planeti koja je možda čak i mnogo manje naseljena.

Jedan je naučnik prije 30 godina imao istu dilemu, ali i ideju i priliku koju je itekako iskoristio. Prije trideset godina uvjerio je NASA-u da okrene instrumente svemirske sonde prema Zemlji u potrazi za životom – s rezultatima čiji eho se i danas čuje.

 

Znatiželja nije ubila mačku nego je donijela rezultate

Počelo je na način na koji mnoga otkrića počinju – znatiželja u nečijem umu. Taj neko bio je astronom i komunikolog Carl Sagan. Ono što je njega zagolicalo bila je putanja NASA-ine svemirske letjelice Galileo, koja je lansirana u oktobru 1989. i bila prva koja je kružila oko Jupitera.

Prilika je proizašla iz tragične nesreće. Gotovo četiri godine prije lansiranja Galilea, u januaru 1986. godine, svemirski šatl Challenger eksplodirao je ubrzo nakon polijetanja, odnijevši sa sobom sedam života. NASA je otkazala svoje planove da pošalje Galileo na brzi put do Jupitera koristeći raketu na tekuće gorivo u drugom svemirskom šatlu. Umjesto toga, sonda je nježnije puštena iz orbitalnog šatla, a inženjeri misije su je usmjeravali oko Venere i Zemlje kako bi mogla dobiti gravitacijska pojačanja koja bi je katapultirala sve do Jupitera.

Dana 8. decembra 1990. Galileo je trebao proletjeti pokraj Zemlje, samo 960 kilometara iznad površine. Sagan je jednostavno morao nagovoriti NASA-u da usmjeri instrumente letjelice prema našoj planeti.

Rezultat je bio rad u časopisu Nature pod nazivom “A search for life on Earth from the Galileo spacecraft” 21. oktobra prije tačno 30 godina, koji je promijenio način na koji su naučnici razmišljali o traženju života na drugim planetama.

 

Kako dokazati već dokazano i pri tome sačuvati objektivnost

Ključno je da su Sagan i njegovi saradnici zauzeli namjerno agnostički pristup otkrivanju života. Postojanje života na Zemlji je trebala biti „hipoteza zadnjeg utočišta“ odnosno posljednja opcija kada se prikupljeni podaci više ne mogu nikako drugačije objasniti, osim zaista postojanjem života.

Ali čak i kroz ovaj veo skepticizma, letjelica je uspjela u misiji. Slike visoke rezolucije Australije i Antarktika, dobivene dok je Galileo letio iznad njih, nisu dale znakove civilizacije. Ipak, Galileo je mjerio kisik i metan u Zemljinoj atmosferi, ova dva gasa bila su u omjerima sugerišući neravnotežu koju su donijeli živi organizmi. Uočio je strmu liticu u infracrvenom spektru sunčeve svjetlosti koja se reflektuje od planete, karakterističan “crveni rub” koji ukazuje na prisutnost vegetacije. I uhvatio je radio prenose koji su dolazili s površine i koji su bili moderirani kao da su napravljeni.

“Iako je odgovor bio poznat, on je duboko promijenio naš način razmišljanja o odgovoru”, kaže astrobiologinja Lisa Kaltenegger, koja vodi Institut Carl Sagan na Univerzitetu Cornell u Ithaci, New York. “Samo odstupivši i posmatrajući Zemlju kao i svaku drugu planetu – na kojoj se možda nalazi život, a možda ne – istraživači mogu početi dobivati pravu perspektivu o našem mjestu u Svemiru i vjerovatnosti života negdje drugdje”, kaže ona.

1990. godine još uvijek nisu bile poznate druge planete koje kruže oko zvijezde, osim onih našeg Sunčevog sistema. Prošle su još dvije godine prije nego što su astronomi konačno izvijestili o prvoj egzoplaneti koja kruži oko rotirajuće mrtve zvijezde poznate kao pulsar, i još tri godine prije nego što su pronašli prvu koja kruži oko zvijezde nalik Suncu, Pegasi. Danas naučnici znaju za više od 5500 egzoplaneta.

Kada su Sagan i njegove kolege usmjerili Galilea ka Zemlji, praktično su izmislili novi naučni okvir koji je postao nezaobilazan u traženju znakova života na drugim planetama i od tada prožima svaku potragu za izvanzemaljskim životom i „biološkim potpisima“ u Svemiru.

 

Gdje smo danas u svojoj potrazi za životom izvan Zemlje

Od vremena kada je Sagan iskoristio priliku da zadovolji svoju znatiželju i kada je postavio norme potrage za životom u Svemiru, mnogo se toga promijenilo. Naučni okvir je ostao, ali zahvaljujući razvoju tehnologije, astronomije, fizike i novim naučnim dostignućima uopšte, sada imamo mogućnost da Svemir gledamo nekim drugim očima, a stvari koje su nekada bile samo mrlja u beskraju vidimo jasnije i bolje.

Jedan od primjera koji predstavlja spoj Saganovog naučnog okvira i nove svemirske tehnologije je i svemirski teleskop James Webb.

JWST (James Webb Space Telescope) svemirski je teleskop dizajniran za provođenje infracrvene astronomije (dio astronomije koja posmatra nebeska tijela u području infracrvenog zračenja – pojednostavljeno rečeno vidi ono što je nevidljivo ljudskom oku). Njegovi instrumenti visoke rezolucije i visoke osjetljivosti omogućavaju mu posmatranje objekata koji su prestari, udaljeni ili blijedi.

Ova tehnologija kojom je opremljen James Webb otvara priliku za istraživanja u mnogim područjima astronomije i kosmologije, kao što su posmatranje prvih zvijezda i formiranje prvih galaksija, te detaljnu karakterizaciju atmosfere potencijalno nastanjivih egzoplaneta. Ovo posljednje je možda čak i najznačajnija uloga ovog teleskopa, jer je sastav atmosfere neke planete, pored njenog položaja u Goldilocks zoni, jedan od najvažnijih indikatora mogućnosti postojanja života.

Webb je lansiran 25. decembra 2021. raketom Ariane 5 iz Kouroua u Francuskoj Gvajani. U januaru 2022. stigao je na svoje odredište, solarnu orbitu oko 1,5 miliona kilometara udaljenu od Zemlje. Prva slika teleskopa objavljena je javnosti 11. jula 2022. Za ovaj snimak zaslužan je Webbov instrument za bliski infracrveni spektar – Near-Infrared Camera (NIRCam). Riječ je o kompozitnoj fotografiji dobivenoj snimanjem u različitim talasnim dužinama kroz 12,5 sati ekspozicije.

Ovaj dizajn s naglaskom na infracrveni spektar značajan je iz više razloga:

  • Objekti koji su vrlo rani i daleki imaju svoje vidljive emisije pomaknute u infracrveno, pa se stoga njihova svjetlost može promatrati samo putem infracrvene astronomije
  • Infracrveno svjetlo lakše prolazi kroz oblake prašine nego vidljivo svjetlo
  • Hladniji objekti kao što su krhotine diskova i planeta emitiraju najjače u infracrvenom zračenju;
  • Ove infracrvene trake teško je proučavati sa zemlje ili pomoću postojećih svemirskih teleskopa kao što je Hubble.
  • Daje mogućnost specifikacije molekularnog otiska atmosfere egzoplaneta (o ovome pročitajte više ovdje)

Da bi potraga za izvanzemaljskim životom opstala, osim svemirskih programa, sofisticirane tehnologije i velikog budžeta potrebno je imati i određeni broj radoznalih umova kao što je to bio Carl Sagan.

Potraga za inteligentnim životom u svemiru: SETI, projekat koji je kritikovan, ali i dalje postoji

Mjesto koje okuplja ove naučnike, istraživače i entuzijaste nalazi se u Silikonskoj dolini u blizini NASA-inog istraživačkog centra Ames. Riječ je o neprofitnoj istraživačkoj organizaciji pod nazivom SETI institut  (the Search for ExtraTerrestrial Intelligence). Kako sami navode na svojoj zvaničnoj stranici: “Naša misija je voditi čovječanstvo u potrazi za razumijevanjem porijekla i rasprostranjenosti života i inteligencije u svemiru i podijeliti to znanje sa svijetom“.

Institut je započeo s malim projektom – NASA-inim SETI programom – i dva zaposlenika, osnivačem Tomom Piersonom (bivšim administratorom stipendija na Državnom univerzitetu San Francisco) i astronomkinjom Jill Tarter. Tokom godina portfoliju Instituta dodane su druge istraživačke discipline, a sve objedinjene svojim značajem za potragu i razumijevanje života izvan Zemlje. Institut danas broji oko 100 naučnika, kao i veliki broj stručnjaka za administraciju, obrazovanje i outreach.

Tragovi života u Svemiru, izvan naše planete, još uvijek nisu pronađeni – osim nešto složenih organskih molekula koje nisu dokaz postojanja života, ali zasigurno bude nadu i daju podsticaj da ne odustajemo od potrage. I dokle god postoje znatiželjni umovi potraga za znanjem i istinom će se nastaviti na Zemlji, u Svemiru i dalje…