Mokslo ir technologijų pasaulis

Turėtų egzistuoti labai daug planetų, turinčių atmosferą, vandens, reikiamą temperatūrą, sausumos teritorijų gyvybei tarpti. Tereikia žinoti, kur tokių planetų dairytis. Tačiau susirasti tinkamą planetą-kandidatę – dar ne viskas. Reikia žinoti, kaip ją stebėti – kokie instrumentai ir stebėjimo metodai gali padėti suuosti, jog tame pasaulyje yra organinei gyvybei palanki terpė ar net ir pati gyvybė. Panašu, jog tokį metodą žmonija jau turi.

Europos pietinės observatorijos (European Southern Observatory, ESO) astronomai pamėgino įsivaizduoti, jog Žemė – neseniai atrasta egzoplaneta, ir, taikydami naująjį stebėjimo metodą, joje sugebėjo „atrasti“ gyvybę.

Jog Žemėje klesti gyvybė, aiškiai fiksuoti negali net ir žemiausiomis orbitomis sklendžiantys dirbtiniai palydovai (iš tokio aukščio gyvybės neįžiūrėsi, žinoma, išskyrus žalius augmenijos plotus). Tačiau cheminiai signalai apie gyvybės galimybę planetoje informacijos išduoda daugiau nei reikėtų.

Pirmiausiai, Žemės atmosferoje yra kur kas daugiau deguonies ir metano nei turėtų būti tuo atveju, jei čia nebūtų gyvybės metabolizmo procesų sukuriamo deguonies ir metano pertekliaus. Šias dujas galima aptikti spektroskopijos metodu. Tačiau tokie biosignalai būtų labai silpni.

Metodo esmė – suskaidyti nuo planetos paviršiaus atsispindinčią šviesą į sudedamąsias spalvas, iš kurių galima spręsti, kokie cheminiai elementai vyrauja planetos atmosferoje. Tačiau taikyti šį metodą tolimų egzoplanetų tyrimuose būtų nepaprastai keblu – planetų šviesą nustelbia jų gimtųjų žvaigždžių spinduliai.

„Tai kažkas panašaus į pastangas žvelgti galingo prožektoriaus švieson ir mėginti joje įžiūrėti dulkelę, – vaizdžiu pavyzdžiu problemą aiškina Stefano Bagnulo iš Armago observatorijos Šiaurės Airijoje. – Ką ir bekalbėti apie tos dulkelės cheminės sudėties įžiūrėjimą.“

Tačiau astronomai gali panaudoti planetos šviesos ir žvaigždės šviesos skirtumų charakteristikas – planetos atspindėtoji šviesa yra poliarizuota, žvaigždės – ne. Pro atmosferą sklindanti planetos šviesa poliarizuojama dviem būdais: 1) šviesą atspindi vandenynų paviršiai ir sausumos augalija; 2) šviesą atspindi ore esančios dalelės. Tad stebėdami poliarizuotą šviesą – toks stebėjimo metodas vadinamas spektropoliarimetrija – astronomai gali labai tiksliai nustatyti planetos atspindėtą šviesą ir ištyrinėti ją kur kas nuodugniau.

S. Bagnulo su kolegomis ESO observatorijoje pamėgino tokiu metodu patyrinėti nuo mūsų planetos paviršiaus atsispindinčią ir Mėnulio paviršiun krintančią saulės šviesą. Naudodamiesi teleskopo „Very Large Telescope“ (VLT) Čilėje spektroskopu, mokslininkai išanalizavo Mėnulin krentančios Žemės šviesos tiesinės poliarizacijos spektrą.

Iš tokiu metodu gautų duomenų tyrėjai išsiaiškino, jog Žemės atmosfera yra iš dalies debesuota, Žemėje yra vandenynų ir… egzistuoja augmenija. Stebėjimai buvo tokie tikslūs, jog iš besisukančios Žemės atspindimos šviesos mokslininkai galėjo labai tiksliai nustatyti net ir ne pačias didžiausias regimąsias augmenijos teritorijas bei įvardyti debesų dangos pokyčius. Jų gautus rezultatus patvirtino debesis stebinčių orbitinių palydovų duomenys – astronomai Mėnulyje atsispindinčius Žemės debesis (kad ir kaip paradoksaliai tai skambėtų) įžiūrėjo teisingai.

Anot mokslininkų, šis stebėjimo metodas gali tapti nauju instrumentu stebint tolimus pasaulius. Spektropoliarimetrijos metodas gali atskleisti, ar dar kur nors visatoje išsivystė fotosintezės pagrindu funkcionuojanti gyvybė. Žinoma, kalba eina ne apie protaujančių būtybių civilizacijas. Tačiau tai būtų didelis žingsnis į priekį – juk gyvų organizmų už Žemės ribų dar niekada nebuvo atrasta.

Stebėjimo metodą pristatantis straipsnis publikuotas šios savaitės žurnalo „Nature“ numeryje.

Parengė Saulius Žukauskas,
sauliuszukauskas01@gmail.com