Astrofizikas K. Zubovas papasakojo, kaip kosmose ieškoma gyvybės – ir kam to išvis reikia

– Ką šiuo metu svarbiausia žinoti apie gyvybės paiešką kosmose?

– Galima išskirti porą aspektų, kaip tos gyvybės ieškoma ir kur ieškoma. Viena tyrimų dalis yra tai, kokios paieškos vykdomos Saulės sistemoje, kita dalis – už Saulės sistemos ribų. Nes tai labai skirtingi dalykai. Saulės sistemoje galime į įdomesnes vietas nusiųsti zondus – tai ir darome arba planuojame daryti – todėl tos paieškos gali būti vykdomos fiziškai iš daug arčiau. Tuo tarpu už Saulės sistemos ribų belieka pasitenkinti tuo, ką gali parodyti teleskopai.

– O kaip atrodo pats gyvybės ieškojimo procesas kosmose?

– Priklauso nuo to, kur mes jos ieškome.

Jei kalbame apie egzoplanetas – tiriame jų atmosferas. Pagrindinis būdas ištirti egzoplanetos atmosferą yra tranzito spektroskopija. Planetos tranzitu yra vadinamas procesas, kai planeta praskrieja tarp savo žvaigždės ir mūsų, ir taip pritemdo žvaigždę. Labai nežymiai pritemdo, šviesis dažniausiai sumažėjo mažiau nei procentu – bet turime labai jautrių teleskopų, kurie gali tai aptikti. Jei tokie pritemimai pasikartoja periodiškai, galime teigti, kad aptikome planetą. Tuo metu, kai vyksta tranzitas, dalį žvaigždės šviesos planeta užblokuoja visiškai, o dalis praeina pro planetos atmosferą. Jei išmatuosime žvaigždės spektrą tuo metu, kai nevyksta tranzitas ir tada, kai jis vyksta – ir apskaičiuosime skirtumą tarp šių dviejų spektrų – tada nustatysime, kokio bangos ilgio šviesą sugeria planetos atmosfera. Skirtingi cheminiai elementai ir junginiai skirtingai sugeria šviesą. Vadinasi, žinodami, kokio bangos ilgio šviesą sugeria planetos atmosfera, galime pasakyti, kokia yra tos atmosferos cheminė sudėtis. Taip ir yra tyrinėjamos planetų atmosferos.

Su Saulės sistema yra kitaip. Jei tyrinėja zondai, galime kalbėti apie paviršiaus mėginių paėmimą ir cheminės sudėties analizę – nagrinėjama, kokie ten yra mineralai ir molekulės. Kai kurie junginiai susiformuoja esant daug vandens, kiti – esant mažai vandens. Vieni gali būti gyvybės produktas, kiti – ne.

Išsiaiškinę, kokie cheminiai junginiai sudaro tam tikrą mėginį ir ar jie yra tam tikroje planetos paviršiaus vietoje, galime šį tą pasakyti apie tai, kokie procesai vyko skirtingu metu. Būtent tokiu būdu ankstesnis NASA marsaeigis „Curiosity“ įrodė, kad Marse praeityje tikrai buvo daug skysto vandens ir tas vanduo buvo nei ypatingai šarminis, nei ypatingai rūgštinis – daugmaž toks, koks yra Žemės ežeruose ir jūrose ir kokiame galėtų egzistuoti gyvybė.

Būtent „Curiosity“ aptiko įvairių molingų uolienų, o molis formuojasi tiktai specifinėmis sąlygomis, kai yra ne per daug šarminio ir rūgštinio vandens. Panašiu principu yra tikimasi aptikti ir įvairių gyvybės pėdsakų.

– Kokią naudą visgi atneša žinojimas, kad kažkur už Žemės ribų galėtų egzistuoti gyvybė?

– Išskirčiau du pagrindinius aspektus. Vienas – labiau filosofinis – būtų mūsų, kaip žmonijos, padėties ir vietos Visatoje suvokimas. Kol kas Žemė yra vienintelė vieta, kur mes žinome egzistuojant gyvybę – tai daro Žemę labai unikalią, o žmoniją – išskirtinę.

Jei išsiaiškintume, kad gyvybė Visatoje yra plačiai paplitusi, tai pakeistų mūsų suvokimą apie tai, kokia yra mūsų vieta. Tai būtų panašus perversmas į tą, kuris įvyko prieš šimtus metų, kai buvo išsiaiškinta, jog ne Saulė sukasi aplink Žemę, bet Žemė aplink Saulę – arba, kai paaiškėjo, kad Saulės sistema toli gražu nėra Visatos centre, o tiesiog galaktikos pakraštyje. Kitas aspektas daug labiau praktinis.

Jei išsiaiškinsime, jog kažkur kitur egzistuoja gyvybė – ypač jei tai bus padaryta Saulės sistemoje ir pavyks paimti mėginių – tai padės suprasti, kokie bruožai yra universalūs gyvybei, o kokie – ne. Taip pat galbūt suprastume, kokių alternatyvių būdų gyvybei egzistuoti išvis gali būti Visatoje. Tai pagilintų supratimą apie biologinius aspektus ir gali duoti praktinės naudos kuriant sintetinę gyvybę, naujus medikamentus ar kitas gyvybės įkvėptas medžiagas ar sistemas.

– O jei kalbame ne tik apie gyvybės ieškojimą kosmose, bet apie viso kosmoso tyrinėjimą išvis – kokia to nauda mokslui, visuomenei?

– Geriausiai tą naudą įvardinti kaip žmonijos smalsumo patenkinimą. Žmonės nuo seniausių laikų bando suprasti, kas vyksta aplink, kodėl dalykai vyksta vienaip, o ne kitaip. Kartu būna ir praktinės naudos, bet ji dažniausiai būna tiesiog šalutinis produktas.

Vienas aspektas – kuriant naujas misijas kosmoso tyrimams, išrandamos technologijos, kurios vėliau gali būti pritaikytos ir Žemėje. Vienas iš pavyzdžių – Jameso Webbo teleskopas, kuris dar nėra pradėjęs darbo, tačiau kai kurios optinės sistemos, kurios buvo kuriamos specialiai šio teleskopo detektoriams, jau kurį laiką yra pritaikomos medicinoje.

Kitas aspektas yra toks, kad kosmosas visomis prasmėmis yra ekstremali aplinka, lyginant su tuo, prie ko esame pripratę Žemėje. Kosmose randamas daug geresnis vakuumas nei Žemės laboratorijose, daug didesni tankiai, daug žemesnės ir aukštesnės temperatūros.

Randami ir labai didelio masto procesai, bet taip pat ir labai mažo mastelio. Visi tie kosmoso tyrimai padeda mums suprasti fundamentalius dėsnius, kuriais remiasi mūsų Visata. O geresnis jų supratimas laikui bėgant gali atvesti prie geresnio praktinio jų panaudojimo.

Vienas tokių pavyzdžių yra elektra. Apie tokį reiškinį žinojo dar senovės graikai, įvairūs bandymai susiję su elektra buvo atliekami jau nuo XVIII a. vidurio, komercinis elektros panaudojimas prasidėjo tik XIX a. pabaigoje. Dabar be elektros mūsų civilizacija yra neįsivaizduojama. Praėjo bent keli šimtai metų nuo pirmųjų eksperimentų iki praktinio pritaikymo, tad gali būti, jog ir tie fundamentalūs dėsniai, kuriuos nagrinėjame dabar, po kokių 100 metų sukels dar vieną technologijų, pramonės arba visuomenės perversmą.

– Jau minėjote itin daug dėmesio iš mokslininkų sulaukusį Jameso Webbo teleskopą, kuris turėtų dar šiemet iškilti į orbitą. Akivaizdu, mokslo bendruomenėje tai labai svarbus įvykis – tad kuo išskirtinis bus šis naujasis teleskopas?

– Šis teleskopas buvo pradėtas planuoti dar praėjusio amžiaus pabaigoje. Įrenginys buvo suplanuotas kaip papildymas Hubble'o kosminiam teleskopui.

Hubble'as nėra išvis pirmasis kosminis teleskopas, bet tai buvo vienas pirmųjų didžiųjų kosminių teleskopų. Jis daugiausiai stebi dangų regimųjų spindulių diapazone, taip pat šiek tiek išeina į ultravioletinių ir infraraudonųjų spindulių ruožus.

Jameso Webbo teleskopas nuo pat pradžių buvo suplanuotas kaip infraraudonųjų spindulių teleskopas, atveriantis kitą dangaus vaizdą. Faktiškai kiekviename elektromagnetinių spindulių ruože, nuo radijo bangų iki gama spindulių, kosmosas atrodo ganėtinai skirtingai – nes yra procesų, kurie skleidžia vienokias bangas, kiti procesai skleidžia kitokias bangas.

Kiekvienas iš šių bangų tipų leidžia stebėti vis kitokius procesus. Taigi, James Weeb turėjo papildyti Hubble'o teikiamas galimybes. Šis teleskopas bus didesnis už jau egzistuojančius tokio tipo teleskopus, apimantis didesnį ruožą, galintis daug detaliau stebėti dalykus.

Infraraudonųjų spindulių astronomija nuo Žemės paviršiaus užsiimti yra sudėtinga, nes Žemės atmosfera gana gerai sugeria infraraudonuosius spindulius, dėl to reikia iškelti teleskopą virš atmosferos, į orbitą.

Šis teleskopas užsitarnavo nekokią reputaciją, nes labai vėluoja. Pagal pirmąsias idėjas, jis turėjo būti iškeltas maždaug 2010 m., bet įvairios problemos vystant teleskopą, jo sistemas ir biudžeto klausimai nulėmė, kad po truputį išleidimą vis atidėliojo. Dabar jau atrodo, kad šių metų spalį jis turėtų pakilti į orbitą.

– Kokių naujų atradimų galime tikėtis teleskopui pasirodžius?

– Vienas dalykas yra egzoplanetų tyrimai, kitas – labai tolimų galaktikų stebėjimai. Nes kuo galaktika yra toliau nuo mūsų, tuo ji greičiau nuo mūsų tolsta, o kai objektas nuo mūsų tolsta, jo šviesa paraudonėja.

Tad jei galaktika įprastai spinduliuoja daug regimųjų, ultravioletinių spindulių, tai toli nuo mūsų esanti ir greit tolstanti galaktika ima spinduliuoti daugiau infraraudonųjų spindulių. Tad jei norime detaliai stebėti tolimas galaktikas, reikia stipraus infraraudonųjų spindulių teleskopo. Šitaip Jameso Webbo teleskopas padės suprasti, kaip vystėsi pirmosios galaktikos, gal net pirmosios žvaigždės Visatoje, kaip jos atsirado ir kokios buvo jų savybės.

Dar vienas aspektas yra mažų žvaigždžių tyrimai. Prieš keliasdešimt metų astronomai nelabai vertino tą faktą, kad didžioji dalis žvaigždžių Paukščių take yra mažesnės ir blausesnės už Saulę. Bet dabar tai vis labiau yra įvertinama ir prie tokių žvaigždžių dažniausiai randamos egzoplanetos. Taigi, geresnis supratimas apie tai, kas vyksta ten, padės labiau suprasti egzoplanetų įvairovę ir žvaigždinių procesų įvairovę – o tai padės prognozuoti Saulės elgesį.

Jameso Webbo teleskopo jautrumas – tai yra galimybė stebėti blausius objektus – turėtų padėti ir mažųjų Saulės sistemos objektų paieškai. Nors jis nebus skirtas asteroidų paieškoms, neabejojama, kad Jameso Webbo teleskopo nuotraukose bus aptinkama ir naujų asteroidų ar net Saulės sistemos pakraštyje esančio Koiperio žiedo objektų. Na, o geresnis supratimas apie tuos objektus, apie tai kokie jie yra, kokie jų dydžiai, kokios orbitos, irgi padės suprasti kaip ta Saulės sistema formavosi.

Jameso Webbo teleskopas turėtų padėti praplėsti žinias daugybėje astrofizikos sričių, nes tai yra bendro pobūdžio teleskopas, bendro pobūdžio misija, skirta labai įvairiems tyrimams. Jis nėra dedikuotas kokiai nors vienai sričiai – kaip pavyzdžiui Keplerio kosminis teleskopas, kuris buvo skirtas būtent egzoplanetų paieškoms.

– Kokią naudą iš kosmoso tyrinėjimų ir gyvybės paieškų gali gauti Lietuva?

– Viena vertus, Lietuva po truputį stoja į Europos kosmoso agentūrą (EKA), labai neseniai perėjo į naują etapą. Dar nėra pilnavertė narė, bet Lietuvos įmonės vis labiau gali įsitraukti į įvairios kosmoso infrastruktūros kūrimą. Kitas aspektas, kuris nebūtinai susijęs su stojimu į EKA yra tai, kad Lietuvos mokslininkai gali naudotis teleskopų surenkamais duomenimis ir vykdyti tyrimus. Pats naudojuosi informacija, kuri yra surinkta įvairių teleskopų ir išanalizuota kitų mokslininkų – kad galėčiau savo daromus tyrimus, modelius patikrinti, išsiaiškinti, kiek mano kuriami modeliai atitinka realybę.

Visas astronomijos akademinis pasaulis yra glaudžiai susijęs. Tai, kad teleskopo misija yra valdoma NASA, EKA ar kokios kitos agentūros, nereiškia, kad tie duomenys nėra prieinami kitiems.

Kalbant apie gyvybės paieškas, Lietuvoje gyvybės mokslų sektorius yra gan stiprus. Tad gyvybės mokslininkai gali prisidėti prie Europos kosmoso agentūros programų, susijusių su gyvybės paieška, naudotis surenkamais duomenimis ir nagrinėti gyvybės įvairovę ir galimus universalumus.

– Jūsų nuomone, ar kosmoso tyrinėjimuose jau nueitas pakankamai ilgas kelias, ar vis dėlto tai neišsemiamas dalykas, kaip ir pats kosmosas – ir galime ateityje tikėtis dar įspūdingesnių atradimų?

– Žiūrint iki kur tas kelias bus. Kadangi tokie kosmoso tyrimai yra labiau klaidžiojimas tamsiame miške, tik pasiėmus nedidelį žibintuvėlį ir bandant suprasti, kas čia iš tiesų tame miške dedasi, manau, jog klaidžioti dar galima labai ilgai.