W poszukiwaniu życia pozaziemskiego

Pytanie „czy jesteśmy sami we Wszechświecie?” jest prawdopodobnie jednym z najbardziej pierwotnych, jakie można zadać. Formułowali je prości ludzie patrzący na nocne niebo, filozofowie rozważający naturę egzystencji i naukowcy kalkulujący z ilu gwiazd właśnie ktoś spogląda na nas. Mówi się, że gdyby życie istniało tylko na Ziemi, byłoby to ogromne marnotrawstwo przestrzeni. Czy dzisiaj jesteśmy choć bliżej kontaktu lub chociaż odnalezienia cywilizacji pozaziemskiej?

Obecnie brak jednoznacznych dowodów na istnienie życia poza Ziemią. Dzisiaj organoleptyczne poszukiwanie życia pozaziemskiego ogranicza się jedynie do analizy meteorytów lub próbek skał kosmicznych, przywiezionych z różnych misji. Obecny poziom technologii nie pozwala nawet na najprostszą wyprawę załogową do innej galaktyki, więc ta pierwotna forma badań odpada. Spokojnie można jednak teoretyzować i na podstawie widm obserwowanych gwiazd szacować prawdopodobieństwo wystąpienia nań życia. Współczesna astrobiologia rozgranicza dwie płaszczyzny poszukiwania życia poza Ziemią – w Układzie Słonecznym i poza nim.

Na własnym podwórku

Planety Układu Słonecznego od dawna są obiektem szczególnego zainteresowania astronomów, którzy wychodzą z prostego założenia – jeżeli na Ziemi mogło powstać życie, to podobne zjawisko mogło mieć miejsce na innych globach krążących wokół Słońca. Nie jest to stwierdzenie na wyrost, gdyż wystarczy spojrzeć okiem na warunki panujące na każdej z planet, by zweryfikować, jakie są szanse na powstanie na nich najbardziej prymitywnych form życia.

Na Merkurym temperatura w dzień sięga 427 st. Celsjusza, a w nocy spada nawet do -183 st. Celsjusza. Za zjawisko to odpowiada niewielka odległość planety od Słońca. Tak drastyczne wahania temperatur, powierzchnia poharatana przez liczne uderzenia meteorytów i brak atmosfery sprawiają, że na Merkurym nie mogłoby powstać żadne znane nam życie.

Wenus ma gęstą, nieprzezroczystą atmosferę, która składa się w 97% z dwutlenku węgla i w 2% z azotu, a w górnych warstwach atmosfery można spotkać obłoki aerozolowe stężonego kwasu siarkowego i solnego. Na Wenus temperatura wynosi blisko 450 st. Celsjusza, ciśnienie 90 tys. hPa, a z nieba ciągle padają kwaśne deszcze. Ukształtowanie powierzchni planety – wysokie nawet na 11 km góry, kratery i płaskowyże – sprawia, że jest to miejsce wyjątkowo niegościnne dla życia. Naukowcy nie wykluczają jednak, że na Wenus życie nie istnieje w… kwaśnych chmurach. Przyjęcie takiej hipotezy za prawdziwą rozwiązałoby kilka problemów astronomii, m.in. występowanie obok siebie dwutlenku siarki i siarkowodoru, które w przyrodzie pojawią się wspólnie tylko przy organizmach żywych. Ale na Wenus odnotowano również obecność karbonylu siarczkowego, który jest tak trudny do wytworzenia w sposób nieorganiczny, że wielu uczonych uznaje go za wskaźnik aktywności biologicznej. Gdyby w wenusjańskiej atmosferze faktycznie miało istnieć życie, to najprawdopodobniej miałoby ono kształt bakterii, które były obecne na Ziemi na początkowych etapach jej życia.

Mars to jedna z najbardziej tajemniczych planet w Układzie Słonecznym. Czerwona Planeta, która swą nazwę zawdzięcza pylistym pustyniom składającym się najprawdopodobniej z brudnego śniegu, może skrywać życie. Najbardziej prawdopodobne rejony to bieguny pokryte czapami z zestalonego dwutlenku węgla i lodu. Marsjańska atmosfera składa się głównie z dwutlenku węgla i regularnie powstają w niej potężne burze pyłowe. Kiedy jakiś czas temu na naszą planetę spadł marsjański meteor ze śladami bakterii, uznano to za dowód potwierdzający ich obecność na Czerwonej Planecie. Szczegółowe badania stwierdziły jednak, że bakterie mogły pochodzić niekoniecznie z Marsa, a nawet z Ziemi.

• Zobacz również | Kto zabierze nas w kosmos?

Nie wiadomo czy na Jowiszu istnieje życie. Planeta ta wiruje tak szybko, że wybrzusza się na równiku przy jednoczesnym spłaszczeniu na biegunach. Fakt ten połączony z gorącym jądrem planety sprawiają, że powstają tu silne wiatry, które dzielą atmosferę na pasy wznoszących się lub opadających gazów. No i nie można zapomnieć o Wielkiej Czerwonej Plamie, czyli aktywnym co najmniej 300 lat cyklonie dwa razy większym od całej Ziemi. Ponieważ Jowisz jest gazowym olbrzymem (czyli obiektem za małym, by mogły zajść w nim reakcje termojądrowe i przeobrazić się w gwiazdę, a jednocześnie za dużym na bycie skalistą planetą) pełno tu wodoru i helu. Klasyczne formy życia nie miałyby tu szans na przetrwanie.

Z kolei pierścienie Saturna mogą skrywać prymitywne formy życia. Ponieważ pierścienie Saturna tworzy materia, która miała być przeznaczona na kolejny gigantyczny księżyc, nie można wykluczyć, że gdzieś tam zawieruszyły się proste bakterie. Atmosfera planety, podobnie jak Jowisza, składa się głównie z helu, wodoru i amoniakowych chmur. Nie jest to miejsce dla form życia, bo na Saturnie regularnie występują wiatry wiejące z prędkością 1800 km/h.

Uran to także gazowy gigant otoczony pierścieniem mikroskopijnych fragmentów materii oddalonych od centrum planety o 36-52 tys. km. Atmosfera także składa się głównie z wodoru i helu, a to mieszanka zabójcza dla życia.

Neptun, czyli najbardziej „niebieska” ze wszystkich planet, swoją barwę zawdzięcza metanowi. Tutaj występują prawdopodobnie najsilniejsze wiatry w całym Układzie Słonecznym, które osiągają prędkości 2400 km/h. Uczeni wciąż nie rozwiązali zagadki ich występowania. Zewnętrzna warstwa Neptuna składa się z helu i wodoru, podczas gdy niżej znajdują się duże pokłady lodu – zamrożonego metanu, amoniaku i zwykłej wody. Planeta ta ma kamienne jądro, więc niewykluczone, że życie w bardzo rachitycznej postaci mogłoby być tu podtrzymane.

Na Plutonie, czyli planecie karłowatej, także nie mogłoby powstać życie. Z powodu dużej odległości od Słońca, jest tu ciemno nawet w dzień. Średnica Plutona to niewiele ponad 2000 km, jest zatem mniejszy od Księżyca – naszego naturalnego satelity. Orbita Plutona nie jest stała – gdy planeta znajduje się najdalej od Słońca, cała powierzchnia zamarza i spowija ją szron. Obserwowanie tej planety karłowatej z Ziemi to przyjemne doświadczenie – jest ona upstrzona jasnymi i ciemnymi plamami, których inne położenie jest związane z przewiewaniem metanowego śniegu z jednego miejsca na drugie. Nie są to żadne dowody na istnienie życia na Plutonie.

• Zobacz również | 10 technologii, w które nie uwierzysz (a już są)

Nie tylko same planety są interesujące dla astrobiologów. Bardzo duże nadzieje z podtrzymaniem życia wiąże się z księżycami Jowisza i Saturna. To właśnie Europa – jeden z księżyców Jowisza – jest tym miejscem w Układzie Słonecznym, gdzie jakiekolwiek formy życia miały szanse się rozwinąć. Występuje tu woda w stanie ciekłym, czego dowiodła misja Galileo mająca na celu gruntowne przebadanie księżyców Jowisza. Przyszłe badania Europy powinny skupić się na badaniu powierzchni księżyca, gdzie mikroorganizmy mogły skry się przed promieniowaniem UV i przetrwać w lodowej skorupie, dzięki dostępności składników odżywczych. To nie wszystko – liczne autorytety ze świata nauki, m.in. Richard Greenberg, przekonują, że Europa może być dobrym miejscem nie tylko do podtrzymania życia, ale i pobudzania go do ewolucji. Gdyby na Europie faktycznie istniało życie, to przypominałoby ono proste mikroby spotykane dziś na dużych głębokościach oceanów i Antarktydzie. Ponieważ woda na księżycu Jowisza regularnie zamarza, bakterie przechodziłyby w stan hibernacji i w tej postaci wytrzymywały do kolejnego okresu, gdy lód się stopi.

Ziemie takie jak nasza

Już na początku lat 90. ubiegłego wieku naukowcy wywnioskowali, że obecny postęp technologiczny pozwoli jeszcze przed 2000 r. udowodnić, że nie jesteśmy sami we Wszechświecie. Oczywiście, nic takiego się nie wydarzyło, choć raz na jakiś czas media obiegały sensacyjne doniesienia o odkryciu wody na Europie czy Marsie. Żadne z odkryć nie dało jednak jednoznacznej odpowiedzi na pytanie „czy jesteśmy sami we Wszechświecie?” Obecnie uważa się, że szanse na odnalezienie śladów życia są większe na planetach pozasłonecznych niż naszego najbliższego kosmicznego sąsiedztwa. Za tą tezą przemawia fakt, że w całym Wszechświecie jest znacznie więcej planet niż tylko w Układzie Słonecznym.

Ogromny wkład w badanie planet pozasłonecznych miał nasz rodak, profesor Aleksander Wolaszczan, który w kwietniu 1992 r. opublikował pracę, w której opisał trzy takie planety, znajdujące się w układzie planetarnym pulsara PSR 1257+12. Przez 4 lata układ planetarny Wolszczana był jedynym znanym poza Układem Słonecznym. Pierwszą planetę pozasłoneczną, która okrążała „zwykłą” gwiazdę (należącą do ciągu głównego) odkryto w 1995 r. Na dzień 15 sierpnia 2014 roku w Encyklopedii pozasłonecznych układów planetarnych znajduje się 1815 pozycji, a serwisy NASA Exoplanet Archive i PlanetQuest doliczyły się 1741 planet. Najmniej, bo 1516 obiektów doliczył się Exoplanet Data Explorer, który używa najostrzejszych ze wszystkich kryteriów selekcji.

Naukowcom nie chodzi jednak tylko o odnajdywanie jakichkolwiek planet krążących wokół obcych gwiazd, a o konkretne obiekty, które pod pewnymi względami przypominają Ziemię. Według znanego obecnego stanu wiedzy, życie na pewno mogłoby rozwinąć się w identycznych warunkach jak ziemskie, oddalonych nawet o całe parseki. Według obowiązujących proporcji, planety, które mogłyby skrywać życie, powinny być bardzo popularne, choćby w Drodze Mlecznej. Ale wszystkie dotychczas odkryte planety pozasłoneczne są większe i cięższe niż Ziemia, przypominają gazowe olbrzymy i prawdopodobnie mają podobny skład chemiczny. Nie wiadomo jednak ile z nich może mieć skalistą powierzchnię i tym samym stanowić schronienie dla obcych form życia.

We Wszechświecie jest ok. 100 mld galaktyk, w których znajduje się co najmniej 300 mld gwiazd. A gwiazdy te okrążają planety, których w samej tylko Drodze Mlecznej może być aż 100 mld. To wstrząsająca liczba, która może pokazywać, że istnienie życia tylko w jednym miejscu Wszechświata – na Ziemi – byłoby jest wręcz matematycznie niemożliwe. Gdyby tak było, to warunki, które musiały zaistnieć, by na naszej planecie rozwinęło się życie, musiałyby być dosłownie nieprawdopodobne. A jednak tu jesteśmy, a Wszechświat „jest pełen gwiazd”, jak było to w „Odysei kosmicznej 2001”.

Zainteresował Cię artykuł? Zobacz też inne maniaKalne felietony.