ค้นหา ฟัง และดมกลิ่น

Ellen Stofan ผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์ของหน่วยงานกล่าวในการประชุม Habitable Worlds in Space Conference ของ NASA ในเดือนเมษายนปี 2015 ว่า "ภายในทศวรรษนี้ เราจะพบหลักฐานที่น่าสนใจของสิ่งมีชีวิตนอกโลก" เธอเสริมว่าข้อเท็จจริงที่ไม่อาจหักล้างและกำหนดได้เกี่ยวกับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตนอกโลกจะถูกรวบรวมภายใน 20-30 ปี

“เรารู้ว่าต้องมองที่ไหนและมองอย่างไร” สโตฟานกล่าว “และเนื่องจากเราอยู่ในเส้นทางที่ถูกต้อง ไม่มีเหตุผลใดที่จะต้องสงสัยว่าเราจะพบสิ่งที่เรากำลังมองหา” วัตถุท้องฟ้าหมายถึงอะไรกันแน่ ตัวแทนของหน่วยงานไม่ได้ระบุ คำกล่าวอ้างของพวกเขาระบุว่าอาจเป็นได้ เช่น ดาวอังคาร วัตถุอื่นในระบบสุริยะ หรือดาวเคราะห์นอกระบบบางชนิด แม้ว่าในกรณีหลังจะเป็นเรื่องยากที่จะสรุปว่าจะมีหลักฐานสรุปได้ในรุ่นเดียว อย่างแน่นอน การค้นพบในช่วงหลายปีที่ผ่านมาและหลายเดือนที่ผ่านมาแสดงให้เห็นสิ่งหนึ่ง: น้ำ - และในสถานะของเหลวซึ่งถือเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวและการบำรุงรักษาสิ่งมีชีวิต - มีอยู่มากมายในระบบสุริยะ

“ภายในปี 2040 เราจะค้นพบสิ่งมีชีวิตนอกโลก” Seth Szostak แห่ง NASA จากสถาบัน SETI Institute ได้กล่าวไว้ในแถลงการณ์ของสื่อต่างๆ มากมายของเขา อย่างไรก็ตาม เราไม่ได้พูดถึงการติดต่อกับอารยธรรมมนุษย์ต่างดาว ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เรารู้สึกทึ่งกับการค้นพบสิ่งที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของชีวิต เช่น แหล่งน้ำที่เป็นของเหลวในร่างกายของระบบสุริยะ ร่องรอยของอ่างเก็บน้ำ และลำธาร บนดาวอังคารหรือการมีอยู่ของดาวเคราะห์คล้ายโลกในเขตชีวิตของดวงดาว ดังนั้นเราจึงได้ยินเกี่ยวกับสภาวะที่เอื้อต่อชีวิต และเกี่ยวกับร่องรอย ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นสารเคมี ความแตกต่างระหว่างปัจจุบันกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อสองสามทศวรรษที่แล้วคือตอนนี้รอยเท้า สัญญาณ และเงื่อนไขของชีวิตไม่ได้มีความพิเศษในแทบทุกที่ แม้แต่บนดาวศุกร์หรือในลำไส้ของดวงจันทร์ที่อยู่ห่างไกลของดาวเสาร์

จำนวนเครื่องมือและวิธีการที่ใช้ในการค้นหาเงื่อนงำเฉพาะดังกล่าวมีมากขึ้น เรากำลังปรับปรุงวิธีการสังเกต การฟัง และการตรวจจับในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการพูดคุยกันมากมายเกี่ยวกับการมองหาร่องรอยทางเคมี ลายเซ็นของสิ่งมีชีวิต แม้กระทั่งรอบ ๆ ดวงดาวที่อยู่ไกลแสนไกล นี่คือ "สูดอากาศ" ของเรา

หลังคาจีนที่ยอดเยี่ยม

เครื่องมือของเรามีขนาดใหญ่และละเอียดอ่อนกว่า ในเดือนกันยายน 2016 ยักษ์ถูกนำไปใช้งาน กล้องโทรทรรศน์วิทยุจีน FASTซึ่งมีหน้าที่ในการค้นหาสัญญาณแห่งชีวิตบนดาวดวงอื่น นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกต่างให้ความหวังอย่างมากกับงานของเขา "จะสามารถสังเกตได้เร็วและไกลกว่าที่เคยในประวัติศาสตร์ของการสำรวจนอกโลก" ดักลาสวาคอชประธานกล่าว METI Internationalองค์กรที่อุทิศตนเพื่อการค้นหาหน่วยสืบราชการลับรูปแบบต่างด้าว มุมมอง FAST จะมีขนาดใหญ่เป็นสองเท่า กล้องโทรทรรศน์อาเรซิโบ ในเปอร์โตริโกซึ่งอยู่ในระดับแนวหน้ามาตลอด 53 ปีที่ผ่านมา

หลังคา FAST (กล้องโทรทรรศน์ทรงกลมที่มีรูรับแสงห้าร้อยเมตร) มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 500 ม. ประกอบด้วยแผงอลูมิเนียมรูปสามเหลี่ยม 4450 แผ่น มีพื้นที่เทียบเท่ากับสนามฟุตบอลสามสิบสนาม ในการทำงานเขาต้องการความเงียบอย่างสมบูรณ์ภายในรัศมี 5 กม. จึงย้ายคนจากพื้นที่โดยรอบเกือบ 10 คน ผู้คน. กล้องโทรทรรศน์วิทยุตั้งอยู่ในแอ่งธรรมชาติท่ามกลางทัศนียภาพที่สวยงามของการก่อตัวของหินคาสต์สีเขียวในจังหวัดทางใต้ของกุ้ยโจว

อย่างไรก็ตาม ก่อนที่ FAST จะสามารถตรวจสอบชีวิตนอกโลกได้อย่างเหมาะสม จะต้องได้รับการสอบเทียบอย่างเหมาะสมเสียก่อน ดังนั้นในช่วงสองปีแรกของงานของเขาจะเน้นไปที่การวิจัยและระเบียบเบื้องต้นเป็นหลัก

เศรษฐีและนักฟิสิกส์

หนึ่งในโครงการล่าสุดที่มีชื่อเสียงที่สุดในการค้นหาชีวิตที่ชาญฉลาดในอวกาศคือโครงการของนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษและชาวอเมริกัน ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากมหาเศรษฐีชาวรัสเซีย ยูริ มิลเนอร์ นักธุรกิจและนักฟิสิกส์รายนี้ทุ่มเงิน 100 ล้านดอลลาร์ไปกับการวิจัยที่คาดว่าจะใช้เวลาอย่างน้อยสิบปี “ในหนึ่งวัน เราจะรวบรวมข้อมูลมากเท่ากับโปรแกรมอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันได้รวบรวมมาในหนึ่งปี” มิลเนอร์กล่าว นักฟิสิกส์ สตีเฟน ฮอว์คิง ผู้ซึ่งมีส่วนร่วมในโครงการนี้ กล่าวว่า การค้นหานี้สมเหตุสมผลแล้วที่มีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบจำนวนมาก "มีหลายโลกและโมเลกุลอินทรีย์ในอวกาศที่ดูเหมือนว่าชีวิตสามารถดำรงอยู่ได้ที่นั่น" เขากล่าว โปรเจ็กต์นี้จะถูกเรียกว่าเป็นการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุดจนถึงปัจจุบัน โดยมองหาสัญญาณของชีวิตที่ชาญฉลาดนอกโลก นำโดยทีมนักวิทยาศาสตร์จาก University of California, Berkeley จะสามารถเข้าถึงกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกสองแห่ง: ธนาคารสีเขียว ในเวสต์เวอร์จิเนียและ อุทยานกล้องโทรทรรศน์ ในรัฐนิวเซาท์เวลส์ ประเทศออสเตรเลีย

เราสามารถรับรู้อารยธรรมขั้นสูงจากระยะไกลได้โดย:

• การปรากฏตัวของก๊าซโดยเฉพาะอย่างยิ่งมลพิษทางอากาศ, คลอโรฟลูออโรคาร์บอน, คาร์บอนไดออกไซด์, มีเทน, แอมโมเนีย;
• แสงและการสะท้อนของแสงจากวัตถุที่สร้างโดยอารยธรรม
• การกระจายความร้อน
• การปล่อยรังสีที่รุนแรง
• วัตถุลึกลับ - ตัวอย่างเช่น สถานีขนาดใหญ่และเรือที่กำลังเคลื่อนที่
• การมีอยู่ของโครงสร้างที่ไม่สามารถอธิบายการก่อตัวได้โดยอ้างอิงถึงสาเหตุตามธรรมชาติ

มิลเนอร์แนะนำอีกความคิดริเริ่มที่เรียกว่า เขาสัญญาว่าจะจ่าย 1 ล้านเหรียญ มอบรางวัลให้กับใครก็ตามที่สร้างข้อความดิจิทัลพิเศษเพื่อส่งไปยังอวกาศที่แสดงถึงมนุษยชาติและโลกได้ดีที่สุด และแนวคิดของคู่หูทีม Milner-Hawking ไม่ได้จบเพียงแค่นั้น เมื่อเร็ว ๆ นี้ สื่อรายงานเกี่ยวกับโครงการที่เกี่ยวข้องกับการส่งนาโนโพรบที่นำทางด้วยเลเซอร์ไปยังระบบดาวที่มีความเร็วถึง ... หนึ่งในห้าของความเร็วแสง!

เคมีอวกาศ

ไม่มีอะไรจะปลอบโยนผู้ที่มองหาชีวิตในอวกาศได้มากไปกว่าการค้นพบสารเคมี "คุ้นเคย" ที่รู้จักกันดีในห้วงอวกาศ สม่ำเสมอ เมฆไอน้ำ "แขวน" ในอวกาศ ไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการค้นพบเมฆดังกล่าวรอบๆ quasar PG 0052+251 ตามความรู้สมัยใหม่ นี่คือแหล่งเก็บน้ำที่ใหญ่ที่สุดในอวกาศ การคำนวณที่แม่นยำแสดงให้เห็นว่าหากไอน้ำทั้งหมดนี้ควบแน่น จะมีน้ำมากกว่าน้ำในมหาสมุทรทั้งหมดของโลกถึง 140 ล้านล้านเท่า มวลของ "อ่างเก็บน้ำ" ที่พบในหมู่ดาวคือ 100 XNUMX คูณด้วยมวลของดวงอาทิตย์ เพียงเพราะที่ใดที่หนึ่งมีน้ำ ไม่ได้หมายความว่าที่นั่นมีชีวิต เพื่อให้มันเจริญงอกงามต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขต่าง ๆ มากมาย

เมื่อเร็ว ๆ นี้เรามักได้ยินบ่อยครั้งเกี่ยวกับ "การค้นพบ" ทางดาราศาสตร์ของสารอินทรีย์ในมุมที่ห่างไกลของอวกาศ ตัวอย่างเช่น ในปี 2012 นักวิทยาศาสตร์ค้นพบในระยะห่างประมาณ XNUMX ปีแสงจากเรา ไฮดรอกซิลามีนซึ่งประกอบด้วยอะตอมของไนโตรเจน ออกซิเจน และไฮโดรเจน และเมื่อรวมกับโมเลกุลอื่นแล้ว ในทางทฤษฎีก็สามารถสร้างโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นได้

สารประกอบอินทรีย์ในจานก่อกำเนิดดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ MWC 480

เมทิลไซยาไนด์ (CH₃CN) ครับ ไซยาโนอะเซทิลีน (HC₃N) ที่อยู่ในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ MWC 480 ซึ่งค้นพบในปี 2015 โดยนักวิจัยที่ศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์อเมริกันฮาร์วาร์ด-สมิธโซเนียน (CfA) เป็นอีกเงื่อนงำที่บ่งชี้ว่าอาจมีเคมีในอวกาศที่มีโอกาสเกิดชีวเคมี เหตุใดความสัมพันธ์นี้จึงเป็นการค้นพบที่สำคัญเช่นนี้ พวกมันมีอยู่ในระบบสุริยะของเราในขณะที่สิ่งมีชีวิตก่อตัวขึ้นบนโลก และหากไม่มีพวกมัน โลกของเราก็คงไม่สวยงามเหมือนทุกวันนี้ ดาวฤกษ์ MWC 480 นั้นมีมวลเป็นสองเท่าของดาวฤกษ์ของเรา และอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 455 ปีแสง ซึ่งไม่มากเมื่อเทียบกับระยะทางที่พบในอวกาศ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ในเดือนมิถุนายน 2016 นักวิจัยจากทีมซึ่งรวมถึง Brett McGuire จากหอดูดาว NRAO และศาสตราจารย์ Brandon Carroll แห่งสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียสังเกตเห็นร่องรอยของโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนซึ่งเป็นของที่เรียกว่า โมเลกุล chiral. Chirality ปรากฏอยู่ในความจริงที่ว่าโมเลกุลดั้งเดิมและการสะท้อนของกระจกไม่เหมือนกัน และเช่นเดียวกับวัตถุ chiral อื่น ๆ ทั้งหมดไม่สามารถรวมกันได้โดยการแปลและการหมุนในอวกาศ Chirality เป็นลักษณะของสารประกอบธรรมชาติหลายชนิด เช่น น้ำตาล โปรตีน ฯลฯ จนถึงตอนนี้ เราไม่เคยเห็นสารประกอบเหล่านี้เลย ยกเว้นโลก

การค้นพบเหล่านี้ไม่ได้หมายความว่าชีวิตมีต้นกำเนิดมาจากอวกาศ อย่างไรก็ตาม พวกเขาแนะนำว่าอย่างน้อยบางส่วนของอนุภาคที่จำเป็นสำหรับการกำเนิดอาจเกิดขึ้นที่นั่น แล้วเดินทางไปยังดาวเคราะห์พร้อมกับอุกกาบาตและวัตถุอื่นๆ

สีสันของชีวิต

สมควรแล้ว กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ มีส่วนทำให้เกิดการค้นพบดาวเคราะห์บกมากกว่าร้อยดวงและมีดาวเคราะห์นอกระบบหลายพันดวง ในปี 2017 NASA วางแผนที่จะใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศอีกตัวซึ่งเป็นตัวตายตัวแทนของเคปเลอร์ ผ่านดาวเทียมสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบ TESS. หน้าที่ของมันคือการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบที่กำลังเคลื่อนผ่าน (เช่น ผ่านดาวฤกษ์แม่) คุณสามารถสแกนท้องฟ้าทั้งหมดเพื่อหาดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์สว่างในบริเวณใกล้เคียงโดยส่งไปยังวงโคจรรูปไข่สูงรอบโลก ภารกิจนี้น่าจะใช้เวลาสองปี โดยจะมีการสำรวจดาวประมาณครึ่งล้านดวง ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์จึงคาดว่าจะค้นพบดาวเคราะห์หลายร้อยดวงที่คล้ายกับโลก เครื่องมือใหม่ๆ เพิ่มเติม เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์) ควรติดตามและขุดค้นสิ่งที่ค้นพบแล้ว สำรวจบรรยากาศ และค้นหาเบาะแสทางเคมีที่อาจนำไปสู่การค้นพบชีวิตในภายหลัง

โครงการส่งดาวเทียมสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบ - การสร้างภาพ

อย่างไรก็ตาม เท่าที่เราทราบเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่า biosignatures ของชีวิต (เช่น การปรากฏตัวของออกซิเจนและมีเทนในชั้นบรรยากาศ) ไม่มีใครรู้ว่าสัญญาณทางเคมีใดเหล่านี้จากระยะทางนับสิบและหลายร้อยแสง ปีในที่สุดก็ตัดสินใจเรื่องนี้ นักวิทยาศาสตร์ยอมรับว่าการมีอยู่ของออกซิเจนและมีเทนในเวลาเดียวกันเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่แข็งแกร่งสำหรับชีวิต เนื่องจากไม่มีกระบวนการที่ไม่มีชีวิตที่เป็นที่รู้จักที่จะผลิตก๊าซทั้งสองในเวลาเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ตามที่ปรากฎ ลายเซ็นดังกล่าวสามารถถูกทำลายโดยดาวเทียมนอกระบบ ซึ่งอาจโคจรรอบดาวเคราะห์นอกระบบ (เช่นเดียวกับที่พวกเขาทำรอบดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ในระบบสุริยะ) เพราะถ้าชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์มีก๊าซมีเทน และดาวเคราะห์มีออกซิเจน เครื่องมือของเรา (ในขั้นปัจจุบันของการพัฒนา) สามารถรวมพวกมันเข้าเป็นลายเซ็นของออกซิเจนมีเทนหนึ่งเดียวโดยไม่ต้องสังเกตถึงเอกโซมูน

บางทีเราไม่ควรมองหาร่องรอยของสารเคมี แต่ให้มองหาสี? นักโหราศาสตร์หลายคนเชื่อว่าฮาโลแบคทีเรียเป็นประชากรกลุ่มแรกๆ ในโลกของเรา จุลินทรีย์เหล่านี้ดูดซับสเปกตรัมสีเขียวของรังสีและแปลงเป็นพลังงาน ในทางกลับกัน พวกมันสะท้อนรังสีไวโอเลต เนื่องจากดาวเคราะห์ของเรา เมื่อมองจากอวกาศ มีเพียงสีนั้น

เพื่อดูดซับแสงสีเขียว halobacteria ใช้ จอประสาทตาคือสีม่วงมองเห็นซึ่งสามารถพบได้ในสายตาของสัตว์มีกระดูกสันหลัง อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป การใช้ประโยชน์จากแบคทีเรียเริ่มครอบงำโลกของเรา คลอโรฟีลล์ซึ่งดูดซับแสงสีม่วงและสะท้อนแสงสีเขียว นั่นเป็นสาเหตุที่ทำให้โลกดูเป็นอย่างนั้น นักโหราศาสตร์คาดการณ์ว่าในระบบดาวเคราะห์ดวงอื่น แบคทีเรียฮาโลแบคทีเรียอาจยังคงเติบโตต่อไป ดังนั้นพวกเขาจึงคาดเดา ค้นหาชีวิตบนดาวเคราะห์สีม่วง.

วัตถุที่มีสีนี้มีแนวโน้มที่จะมองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์เจมส์ เว็บบ์ดังกล่าว ซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวในปี 2018 อย่างไรก็ตาม สามารถสังเกตวัตถุดังกล่าวได้ โดยต้องอยู่ไม่ไกลจากระบบสุริยะมากเกินไป และดาวใจกลางของระบบดาวเคราะห์มีขนาดเล็กพอที่จะไม่รบกวนสัญญาณอื่นๆ

สิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์อื่น ๆ บนดาวเคราะห์นอกระบบคล้ายโลก ในทุกโอกาส พืชและสาหร่าย. เนื่องจากนี่หมายถึงสีที่เป็นลักษณะเฉพาะของพื้นผิว ทั้งบนบกและในน้ำ เราจึงควรมองหาสีบางสีที่บ่งบอกถึงชีวิต กล้องโทรทรรศน์ของคนรุ่นใหม่ควรบันทึกแสงที่สะท้อนจากดาวเคราะห์นอกระบบ ซึ่งจะเปิดเผยสีของพวกมัน ตัวอย่างเช่น ในกรณีของการสังเกตโลกจากอวกาศ สามารถเห็นรังสีปริมาณมาก ใกล้รังสีอินฟราเรดซึ่งได้มาจากคลอโรฟิลล์ในพืชผัก สัญญาณดังกล่าวที่ได้รับในบริเวณใกล้เคียงกับดาวฤกษ์ที่ล้อมรอบด้วยดาวเคราะห์นอกระบบ จะบ่งบอกว่า "ที่นั่น" อาจเป็นสิ่งที่กำลังเติบโตเช่นกัน กรีนจะแนะนำอย่างยิ่งให้มากกว่านี้ ดาวเคราะห์ที่ปกคลุมไปด้วยไลเคนดึกดำบรรพ์จะอยู่ในเงามืด น้ำดี.

นักวิทยาศาสตร์กำหนดองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบตามการผ่านหน้าดังกล่าว วิธีนี้ทำให้สามารถศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ได้ แสงที่ลอดผ่านชั้นบรรยากาศชั้นบนจะเปลี่ยนสเปกตรัม - การวิเคราะห์ปรากฏการณ์นี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบที่มีอยู่

นักวิจัยจาก University College London และ University of New South Wales ตีพิมพ์ในปี 2014 ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences ซึ่งเป็นคำอธิบายเกี่ยวกับวิธีการใหม่ที่แม่นยำยิ่งขึ้นในการวิเคราะห์การเกิด มีเทนก๊าซอินทรีย์ที่ง่ายที่สุดซึ่งการมีอยู่ซึ่งเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าเป็นสัญญาณของการมีชีวิตที่มีศักยภาพ น่าเสียดายที่แบบจำลองสมัยใหม่ที่อธิบายพฤติกรรมของมีเทนนั้นยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ ดังนั้นปริมาณก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลจึงมักถูกประเมินต่ำเกินไป การใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ล้ำสมัยของโครงการ DiRAC () และมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้มีการจำลองเส้นสเปกตรัมประมาณ 10 พันล้านเส้น ซึ่งสามารถเชื่อมโยงกับการดูดกลืนรังสีโดยโมเลกุลมีเทนที่อุณหภูมิสูงถึง 1220 ° C . รายการบรรทัดใหม่ ซึ่งยาวกว่ารายการก่อนหน้าประมาณ 2 เท่า จะช่วยให้ศึกษาปริมาณมีเทนได้ดีขึ้นในช่วงอุณหภูมิที่กว้างมาก

มีเทนส่งสัญญาณถึงความเป็นไปได้ของชีวิต ในขณะที่ก๊าซอื่นมีราคาแพงกว่ามาก ออกซิเจน - ปรากฎว่าไม่มีการรับประกันการมีอยู่ของชีวิต ก๊าซบนโลกส่วนใหญ่มาจากพืชสังเคราะห์แสงและสาหร่าย ออกซิเจนเป็นหนึ่งในสัญญาณหลักของชีวิต อย่างไรก็ตาม ตามที่นักวิทยาศาสตร์ การตีความการมีอยู่ของออกซิเจนอาจเป็นความผิดพลาดได้เทียบเท่ากับการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต

การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ระบุสองกรณีที่การตรวจจับออกซิเจนในบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลสามารถให้สัญญาณที่ผิดพลาดของการมีอยู่ของชีวิต ในทั้งสองอย่างมีการผลิตออกซิเจนอันเป็นผลมาจาก ผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นพิษเป็นภัย. ในสถานการณ์หนึ่งที่เราวิเคราะห์ แสงอัลตราไวโอเลตจากดาวฤกษ์ที่มีขนาดเล็กกว่าดวงอาทิตย์สามารถทำลายคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบได้ โดยปล่อยโมเลกุลออกซิเจนออกมา การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าการสลายตัวของCO₂ ให้ไม่เพียงเท่านั้น₂แต่ยังมีคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ในปริมาณมากด้วย หากตรวจพบก๊าซนี้อย่างรุนแรงนอกเหนือจากออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ แสดงว่ามีสัญญาณเตือนที่ผิดพลาด อีกกรณีหนึ่งเกี่ยวข้องกับดาวมวลต่ำ แสงที่ปล่อยออกมานั้นมีส่วนช่วยในการก่อตัวของโมเลกุล O อายุสั้น₄. การค้นพบของพวกเขาถัดจาก O₂ มันควรจุดประกายสัญญาณเตือนภัยสำหรับนักดาราศาสตร์ด้วย

มองหาก๊าซมีเทนและร่องรอยอื่นๆ

โหมดการขนส่งหลักพูดถึงดาวเคราะห์น้อย สามารถใช้กำหนดขนาดและระยะห่างจากดาวได้ วิธีการวัดความเร็วในแนวรัศมีสามารถช่วยกำหนดมวลของมันได้ การรวมกันของสองวิธีทำให้สามารถคำนวณความหนาแน่นได้ แต่เป็นไปได้ไหมที่จะตรวจสอบดาวเคราะห์นอกระบบให้ละเอียดยิ่งขึ้น? ปรากฎว่าเป็น นาซ่ารู้วิธีดูดาวเคราะห์เช่น Kepler-7 b ได้ดีขึ้นซึ่งกล้องโทรทรรศน์ Kepler และ Spitzer ใช้ในการทำแผนที่เมฆในชั้นบรรยากาศ ปรากฎว่าดาวเคราะห์ดวงนี้ร้อนเกินไปสำหรับรูปแบบชีวิตอย่างที่เราทราบ โดยมีอุณหภูมิตั้งแต่ 816 ถึง 982 °C อย่างไรก็ตาม ข้อเท็จจริงของคำอธิบายโดยละเอียดดังกล่าวถือเป็นก้าวสำคัญ เนื่องจากเรากำลังพูดถึงโลกที่อยู่ห่างจากเราหนึ่งร้อยปีแสง

Adaptive optics ซึ่งใช้ในดาราศาสตร์เพื่อขจัดสิ่งรบกวนที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของบรรยากาศก็จะมีประโยชน์เช่นกัน การใช้งานคือการควบคุมกล้องโทรทรรศน์ด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูปเฉพาะที่ของกระจก (ในลำดับหลายไมโครเมตร) ซึ่งจะแก้ไขข้อผิดพลาดในภาพที่ได้ ใช่มันใช้งานได้ เครื่องสแกนดาวเคราะห์ราศีเมถุน (GPI) ซึ่งตั้งอยู่ในชิลี เครื่องมือนี้เปิดตัวครั้งแรกในเดือนพฤศจิกายน 2013 GPI ใช้เครื่องตรวจจับอินฟราเรดซึ่งมีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะตรวจจับสเปกตรัมแสงของวัตถุที่มืดและห่างไกล เช่น ดาวเคราะห์นอกระบบ ด้วยเหตุนี้ คุณจะสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับองค์ประกอบของพวกเขาได้ ดาวเคราะห์ดวงนี้ได้รับเลือกให้เป็นหนึ่งในเป้าหมายการสังเกตการณ์แรกๆ ในกรณีนี้ GPI ทำงานเหมือนโคโรนากราฟของดวงอาทิตย์ ซึ่งหมายความว่าจะหรี่ดิสก์ของดาวที่อยู่ห่างไกลเพื่อแสดงความสว่างของดาวเคราะห์ใกล้เคียง

กุญแจสำคัญในการสังเกต "สัญญาณแห่งชีวิต" คือแสงจากดาวฤกษ์ที่โคจรรอบโลก ดาวเคราะห์นอกระบบที่ผ่านชั้นบรรยากาศทิ้งร่องรอยเฉพาะที่สามารถวัดได้จากโลกด้วยวิธีสเปกโตรสโกปีเช่น การวิเคราะห์รังสีที่ปล่อยออกมา ดูดกลืน หรือกระเจิงโดยวัตถุทางกายภาพ สามารถใช้แนวทางเดียวกันนี้เพื่อศึกษาพื้นผิวของดาวเคราะห์นอกระบบได้ อย่างไรก็ตาม มีเงื่อนไขหนึ่งข้อ พื้นผิวต้องดูดซับหรือกระจายแสงอย่างเพียงพอ ดาวเคราะห์ที่ระเหยซึ่งหมายถึงดาวเคราะห์ที่มีชั้นนอกลอยอยู่ในกลุ่มเมฆฝุ่นขนาดใหญ่นั้นเป็นตัวเลือกที่ดี

ปรากฎว่าเราสามารถรับรู้องค์ประกอบเช่น ความขุ่นของดาวเคราะห์. การมีอยู่ของเมฆที่ปกคลุมหนาแน่นรอบๆ ดาวเคราะห์นอกระบบ GJ 436b และ GJ 1214b เกิดขึ้นจากการวิเคราะห์ทางสเปกโทรสโกปีของแสงจากดาวฤกษ์แม่ ดาวเคราะห์ทั้งสองอยู่ในหมวดหมู่ที่เรียกว่าซุปเปอร์เอิร์ธ GJ 436b อยู่ห่างจากโลก 36 ปีแสงในกลุ่มดาวราศีสิงห์ GJ 1214b อยู่ในกลุ่มดาว Ophiuchus ซึ่งอยู่ห่างออกไป 40 ปีแสง

องค์การอวกาศยุโรป (ESA) กำลังทำงานเกี่ยวกับดาวเทียมซึ่งมีหน้าที่ในการอธิบายลักษณะและศึกษาโครงสร้างของดาวเคราะห์นอกระบบที่รู้จักแล้วอย่างถูกต้อง (CHEOPS). การเปิดตัวภารกิจนี้มีขึ้นในปี 2017 ในทางกลับกัน NASA ต้องการส่งดาวเทียม TESS ที่กล่าวถึงแล้วไปยังอวกาศในปีเดียวกัน ในเดือนกุมภาพันธ์ 2014 องค์การอวกาศยุโรปอนุมัติภารกิจ เพลโต ที่เกี่ยวข้องกับการส่งกล้องโทรทรรศน์ไปในอวกาศที่ออกแบบมาเพื่อค้นหาดาวเคราะห์คล้ายโลก ตามแผนปัจจุบัน ในปี 2024 เขาควรเริ่มค้นหาวัตถุที่เป็นหินที่มีปริมาณน้ำ การสังเกตเหล่านี้ควรช่วยในการค้นหา exomoon ในลักษณะเดียวกับที่ใช้ข้อมูลของ Kepler

European ESA ได้พัฒนาโปรแกรมเมื่อหลายปีก่อน ดาร์วิน. NASA มี "โปรแกรมรวบรวมข้อมูลดาวเคราะห์" ที่คล้ายกัน TPF (). จุดมุ่งหมายของทั้งสองโครงการคือเพื่อศึกษาดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกสำหรับการมีอยู่ของก๊าซในชั้นบรรยากาศที่ส่งสัญญาณถึงสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อชีวิต ทั้งสองรวมถึงแนวคิดที่ชัดเจนสำหรับเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ทำงานร่วมกันในการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบที่มีลักษณะคล้ายโลก เมื่อสิบปีที่แล้ว เทคโนโลยียังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างเพียงพอ และโปรแกรมต่างๆ ก็ถูกปิดลง แต่ก็ไม่ใช่ทุกสิ่งจะสูญเปล่า เสริมด้วยประสบการณ์ของ NASA และ ESA ขณะนี้พวกเขากำลังทำงานร่วมกันบนกล้องโทรทรรศน์อวกาศเวบบ์ที่กล่าวถึงข้างต้น ด้วยกระจกขนาดใหญ่ 6,5 เมตร ทำให้สามารถศึกษาบรรยากาศของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ได้ ซึ่งจะช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับร่องรอยทางเคมีของออกซิเจนและมีเทนได้ นี่จะเป็นข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ - ขั้นตอนต่อไปในการปรับแต่งความรู้เกี่ยวกับโลกที่ห่างไกลเหล่านี้

ทีมต่างๆ กำลังทำงานที่ NASA เพื่อพัฒนาทางเลือกการวิจัยใหม่ๆ ในด้านนี้ หนึ่งที่รู้จักกันน้อยและยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นคือ . มันจะเป็นเรื่องเกี่ยวกับวิธีแรเงาแสงของดาวด้วยสิ่งที่คล้ายกับร่ม เพื่อให้คุณสามารถสังเกตดาวเคราะห์ที่อยู่รอบนอกได้ โดยการวิเคราะห์ความยาวคลื่น จะสามารถระบุองค์ประกอบของบรรยากาศได้ NASA จะประเมินโครงการในปีนี้หรือปีหน้าและตัดสินใจว่าภารกิจนี้คุ้มค่าหรือไม่ ถ้าจะเริ่มก็ในปี 2022

อารยธรรมรอบขอบจักรวาล?

การค้นหาร่องรอยของชีวิตหมายถึงความทะเยอทะยานเจียมเนื้อเจียมตัวมากกว่าการค้นหาอารยธรรมนอกโลกทั้งหมด นักวิจัยหลายคน รวมทั้ง Stephen Hawking ไม่แนะนำอย่างหลัง เนื่องจากอาจเป็นภัยคุกคามต่อมนุษยชาติ ในแวดวงที่จริงจัง มักจะไม่มีการเอ่ยถึงอารยธรรมต่างดาว พี่น้องในอวกาศ หรือสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาด อย่างไรก็ตาม หากเราต้องการค้นหาเอเลี่ยนขั้นสูง นักวิจัยบางคนก็มีแนวคิดในการเพิ่มโอกาสในการค้นหาพวกมัน

เช่น นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Rosanna Di Stefano จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าวว่าอารยธรรมขั้นสูงอาศัยอยู่ในกระจุกดาวทรงกลมที่หนาแน่นบริเวณรอบนอกของทางช้างเผือก นักวิจัยได้นำเสนอทฤษฎีของเธอในการประชุมประจำปีของ American Astronomical Society ในเมืองคิสซิมมี รัฐฟลอริดา เมื่อต้นปี 2016 ดิ สเตฟาโนให้เหตุผลกับสมมติฐานที่ค่อนข้างขัดแย้งนี้โดยข้อเท็จจริงที่ว่าที่ขอบกาแลคซีของเรามีกระจุกดาวทรงกลมที่เก่าแก่และคงตัวประมาณ 150 กระจุกซึ่งเป็นแหล่งที่ดีสำหรับการพัฒนาอารยธรรมใดๆ ดาวฤกษ์ที่เว้นระยะใกล้อาจหมายถึงระบบดาวเคราะห์หลายดวงที่อยู่ใกล้เคียงกัน ดวงดาวจำนวนมากที่รวมตัวกันเป็นลูกบอลเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับการกระโดดที่ประสบความสำเร็จจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งในขณะที่รักษาสังคมขั้นสูงไว้ ความใกล้ชิดของดาวฤกษ์ในกระจุกดาวอาจเป็นประโยชน์ในการดำรงชีวิตไว้ได้ ดิ สเตฟาโนกล่าว