NASA selgitab, miks on raske avastada tulnukaid isegi võimsa Webbi kosmoseteleskoobiga

K12-8 b on üks planeetidest, mis on nii-öelda kahtlusalune elu otsimisel. Nii selget pilti sellest veel pole, tegemist on kunstniku ettekujutusega. Foto: NASA/CSA/ESA

Ikka ja jälle imestatakse, miks pole kosmosest tulnud ühtegi signaali teistest tsivilisatsioonidest ega vihjeid isegi lihtsaimatest eluvormidest. Selgub, et kuigi elu tekkeks sobivaid planeete meie galaktikas on tõenäoliselt triljoneid, on neilt elu jälgede leidmine siiski üliraske.

NASA avaldas, miks on nii raske avastada tulnukaid, kuigi meil on nüüd selget pilti edastav Webbi kosmoseteleskoop ja erinevatel lainepikkustel suudame signaale vastu võtta isegi universumi kaugeimatest nurkadest. 

See on küll ülipõnev, kuid ka äärmiselt keeruline, kirjutatakse NASA blogis.

Isegi võimsa James Webbi kosmoseteleskoobiga on äärmiselt keeruline leida väheseid maailmu, mis võivad sisaldada isegi vähimaid vihjeid elule. Webbi kosmoseteleskoop, mis suudab piiluda meie galaktika planeetide (eksoplaneetide) atmosfääridesse, võib sellise enneolematu avastuse tegemisel sütitada nii avalikkuse uudishimu kui ka teaduslikku tähelepanu.

Nüüd on märksa rohkem võimalusi kui kunagi varem analüüsida teiste planeetide atmosfääri koostist ning võimalik on leida sealt aineid, mis meie teadmiste järgi võivad olla tekkinud vaid elutegevuse tulemusena.

Biosignatuurid vihjavad, kuid ei kinnita elu

Hiljuti arutasid NASA teadlased väljakutsete üle, mis seisnevad elu tunnuste ehk nn biosignatuuride leidmises kaugete maailmade atmosfääris — näiteks võib mõnede molekulide kokteil teada anda peaaegu kindlasti elusorganismide olemasolu kohta, nagu hapnik, metaan ja muud ühendid, mille puhul meie teadmised ütlevad, et need ei saa muud moodi eksisteerida.

Eksoplaneedid on meie galaktikas tavalised ja mõned neist tiirlevad isegi oma tähe nn elamiskõlblikus tsoonis nagu Maagi.

NASA James Webbi kosmoseteleskoop on olnud juba üsna hõivatud mõne sellise väikese, potentsiaalselt elamiskõlbliku planeedi vaatlemisega ning astronoomid töötavad nüüd innukalt Webbi andmete analüüsimise kallal.

Maalaste uusim James Webbi kosmoseteleskoop on praegu meie teravaim silm, millega jälgida teiste planeetide atmosfääri. Kuid ka sellest ei piisa, et kindlalt tulnukaid ja maavälist elu leida. Mõne planeedi kohta usaldusväärsete andmete leidmiseks tuleb uurida kosmost aastaid. Foto: Adriana Manrique Gutierrez / NASA /Scanpix

«Potentsiaalselt elamiskõlblikku planeeti määratletakse sageli kui Maaga sarnast planeeti, mis tiirleb oma tähe elamiskõlblikus tsoonis ehk kohas, kus planeedi pinnal võiks olla vedel vesi,» rääkisid NASA Goddardi kosmoselennukeskuse kaks Webbi projekti teadlast Knicole Colón ja Christopher Stark teiste maailmade uurimise väljakutsetest NASA blogis, «praegu teame me umbes 30 planeedist, mis võivad olla väikesed, kivised nagu Maa, ja mis tiirlevad elamiskõlblikus tsoonis. Kuid pole mingit garantiid, et elamiskõlblikus tsoonis tiirlev planeet on tegelikult elamiskõlblik, rääkimata sellest, et see on asustatud. Praegu on teada ainult üks elamiskõlblik ja asustatud planeet – Maa.»

Teadlaste sõnul nõuab elu avastamine eksoplaneedil tõenäoliselt suurt kogumit ühemõtteliselt tuvastatud biosignatuure, andmeid mitmetelt missioonidelt ja observatooriumidelt ning ulatuslikke atmosfääri modelleerimise protsesse, mis tõenäoliselt kestavad aastaid.

Suured väljakutsed elu leidmisel Webbi kosmoseteleskoobiga

Väljakutse seisneb mitte ainult planeetide leidmise raskuses, mis võiksid toetada elu, nagu me seda teame, vaid ka nende äärmiselt kaugete ja nõrkade atmosfääride tuvastamises ja uurimises.

Oluline on, et sellise kauge planeedi atmosfääri uurimiseks peab planeet olema täiuslikus orientatsioonis meie vaatenurgast, liikudes oma tähe eest läbi, et Webb saaks jälgida, kuidas valgus filtreerub läbi atmosfääri. Sellega saab analüüsida valguse spektrit, mis muutub, ja lõpuks paljastada seal leiduvad erinevad kemikaalid.

See kunstniku kontseptsioon esindab kivist eksoplaneeti GJ 486 b, mis tiirleb ümber punase kääbustähe, mis asub Neitsi tähtkujus vaid 26 valgusaasta kaugusel. Vaadeldes GJ 486 b liikumist tähe eest läbi, otsisid astronoomid märke atmosfäärist ja leidsid jälgi veeaurust. Foto: NASA/ESA/CSA

Seega piirdub Webbi kosmoseteleskoop vaid nende planeetidega, mis asuvad meile sobivas orientatsioonis.

Siiani on teadlased kinnitanud 5638 sellise eksoplaneedi leidmist ning 30 neist on ligilähedaselt Maa suurused, kivised ja tiirlevad elamiskõlblikul kaugusel ehk kus võiks teoreetiliselt eksisteerida vesi vedelal kujul.

Need on seega vähesed intrigeerivad kandidaadid, mille pealt saaks otsida kindlamaid elu märke.

Üks eriti põnev asustatud planeedi kandidaat

Atmosfääri tuvastamine nõuab aga kannatlikkust ja tõenäoliselt aastaid vaatlemist. Planeedi atmosfäär blokeerib vaid umbes 0,02 protsenti või vähem oma tähe päikesevalgusest, mis tähendab, et atmosfääri olemasolu avastamine nõuab väga hoolikat vaatlemist ja ideaalseid vaatlustingimusi.

Näiteks planeet LHS 1140 b, mida peetakse kiviseks super-Maaks, on umbes 1,7 korda suurem kui meie Maa ja asub kõigest 49 valgusaasta kaugusel.

Astronoomid hindavad, et võimalike biosignatuuride tuvastamise katse nõuaks 10–50 vaatlemist just sel hetkel, kui planeet möödub tähe eest, mis võrdub 40–200 tunni vaatlusajaga Webbi teleskoobist.

«Arvestades, et Webb ei saa LHS 1140 tähesüsteemi aasta ringi vaadelda süsteemi asukoha tõttu taevas, võtaks 50 tähest möödumise vaatlusandmete kogumine mitu aastat, kui mitte kümnendi,» selgitasid NASA teadlased.

See kunstniku kontseptsioon kujutab planeeti Kepler-186f, mis on esimene kinnitatud Maa-suurune planeet, mis tiirleb elamiskõlblikus tsoonis kauge tähe ümber, kus vedel vesi võib koguneda planeedi pinnale. Kepler-186f avastus kinnitab, et Maa-suurused planeedid eksisteerivad ka teiste tähtede elamiskõlblikes tsoonides. Foto: NASA / Ames / SETI Institute / JPL-Caltech

«Biosignatuuride ehk enamasti bioloogiliselt toodetud gaaside otsimine on äärmiselt keeruline, kuid ka põnev ettevõtmine,» lisasid nad.

Veemaailmade otsingul

Järgnevatel aastatel ja aastakümnetel ei uuri eksoplaneetide teadlased ja astrobioloogid mitte ainult kiviseid Maa-sarnaseid maailmu, et leida võimalikke elumärke, vaid selliseid, mis võivad olla üleni kaetud ookeaniga, mida tuntakse Hyceani planeetidena.

Nagu me Maal teame, õitseb elu kõigepealt just ookeanides ning need maailmad, kui taolised eksisteerivad, oleksid ahvatlevad kohad võimalike biosignatuuride otsimiseks.

Planeet K2-18 b, mis avastati 2015. aastal, võib olla just selline koht – kuigi vett polegi seal veel lõplikult tuvastatud. 2023. aastal viitasid teadlased, et potentsiaalne biosignatuur dimetüülsulfiid, mida toodab plankton Maal, võib olla selle maailma atmosfääris olemas.

Kuid NASA teadlaste sõnul on potentsiaalne dimetüülsulfiidi signaal praegustes andmetes liiga nõrk, et teha lõplikku ja kindlat tuvastamist.

Webbi kosmoseteleskoop oma hiiglasliku peegliga, mis püüab palju kaugemat valgust, ei pruugi aga kunagi biosignatuuri avastamiseni lõplikult jõuda. Kuid selle enneolematu pilk kaugetele maailmadele võib olla hindamatu. Koos tulevaste kosmoseinstrumentide, näiteks praegu ehitatava Nancy Grace Romani kosmoseteleskoobiga, võivad teadlased koguda andmeid, mis on vajalikud, et kindlamalt väita midagi vajalike ainete olemasolu kohta mõnel planeedil.