Gyvybės paieškos Visatoje. UFO Page. Lithuanian

„Negali būti, kad kosmose būtume vieni. Gyvybės pradas toks stiprus, kad pajėgia skleistis pačiomis nepalankiausiomis sąlygomis. Net pačiame galaktikos pariby“.

Atsakymas būtų – niekas nežino? Ir jos ieškoma buvo mažiau, nei kad dauguma mano. Viena tokių paieškų programų yra SETI@home, analizuojanti dangaus atraižą ieškant nežemiškos kilmės radijų signalų. Kadangi Arekibo observatorija Puerto Rike turi ribotas galimybes, tiriama juosta nuo ekvatoriaus iki 35 laipsnių deklinacijos (platumos danguje). Pagal dabartinį kosmoso tyrimų lygį, iki 2050 m. sužinotume, ar Saulės sistemoje, be Žemės, yra gyvybė. Iki to laiko būtų ištirta tikėtiniausi kandidatai.

Paukščių takas yra didelis, o mes gerai neištyrėme net savo Saulės sistemos. Negi situacija ir toliau liks tokia, kaip buvo 1959 m., kai astrofizikai Giuseppe Cocconi ir Philip Morrisson padarė išvadą: „Sunku nustatyti sėkmės tikimybę, tačiau jei neieškosime, šansai bus lygūs nuliui“.

Gyvybės paieška turi būti vykdoma turint praktinį gyvybės apibrėžimą. Dauguma tyrinėtojų pripažįsta "darvinistinį" požiūrį, pagal kurį gyvybė yra savistovi cheminė sistema galinti vystytis pagal natūraliosios atrankos dėsnius. Tokias sistemas turėtų pavykti sukurti laboratorijoje iki 2050 m. Tai leistų įvertinti biologinių sistemų įvairovę. Tačiau darvinistinis gyvybės apibrėžimas nelabai tinka ieškant gyvybės kosminiais zondais. Kiek jis turėtų laukti, kad galėtų nustatyti, ar surasta cheminė sistema gali evoliucionuoti? Mars detail

Europos mokslininkai mano, kad Marse gyvybė galėtų būti tik giliai po planetos paviršiumi, kad išvengtų pražūtingos kosmoso radiacijos. Prieš daugelį milijonų metų Raudonoji planeta galėjo panašėti į Žemę. Vėliau sąlygos pasikeitė ir Marsas virto šalta ir sausa vieta. 2007 m. sausio mėn. "Geophysical Research Letters" numeryje Lewis Dartnell'as (knygos „Gyvybė Visatoje“ autorius) teigia, kad net labiausiai atspari radiacijai Žemės bakterija tokiomis sąlygomis išliktų tik 18 tūkst. metų. Gilesniuose sluoksniuose gyvenančios bakterijos išliktų ilgiau, bet net 2 m gylyje (kurį planuoja pasiekti 2013 m. skrisiantis zondas) tai neturėtų būti daugiau nei 0,5 mln. metų. Tikėtiniausios vietos gyvybės paieškoms būtų užšalę ežerai Marso krateriuose ir kraterių šlaitų tarpekliai. Tačiau iš gelmių išsiveržęs vanduo galėjo atnešti bakterijų arčiau paviršiaus. Snaudžiančių bakterijų reiktų ieškoti net 7 m gylyje lede (pvz., Eliziejaus baseine). Tačiau, galbūt, jos rado kitų būdų išlikti? Arba jos iš principo skiriasi nuo žemiškųjų?

1976 m. "Viking" misija Marse rėmėsi metaboliniu apibrėžimu – bandė nustatyti gyvybę pagal cheminių medžiagų vartojimą. Vienas iš testų tikrino, ar dirvos bandinys maistinėje terpėje išskiria anglies oksidus. Tarp kitų prietaisų "Viking" zondai turėjo chromatografą ir masės spektrometrą, kurių pagalba galėjo ieškoti organinių molekulių. Tačiau jų nebuvo rasta. Gal dėl to, kad buvo laikomasi biocheminio gyvybės apibrėžimo, kad Marse gyvybės, kaip ir Žemėje, pagrindas organinė anglis.

"Viking" į Marsą nuleido du aparatus. Jie atskleidė paslaptingas chemines reakcijas Marso dirvoje, tačiau tiesioginių gyvybės įrodymų nebuvo nustatyta. Jie kaitindavo mėginius iki 500^o C, kad paverstų dujomis, kurias tyrė spektrometru. Rafael Navarro-Gonzalez iš Meksikos pakartojo "Viking" gyvybės nustatymo metodus atšiauriose Žemės vietose (Antarktidoje, Čilės Atakama dykumoje, Peru ir kitur), tačiau jų pagalba nenustatė esant gyvybę (Proceedings of the National Academy of Sciences, Oct. 2006). Tačiau net tokioje aukštoje temperatūroje organinės molekulės lieka stabilios ir negaruoja. Be to, mėginiuose esanti geležis tas organines medžiagas oksiduoja paversdama C₂O ir tai sutrukdo jas nustatyti naudojant spektrometru. Ir iš tikro, "Viking" nustatė nemažą anglies dioksido kiekį, kurį dauguma mokslininkų palaikė esant ne organinės kilmės.

"Viking" patirtis yra svarbi. Pirma, nors ir turėtume ieškoti gyvybės atsižvelgdami į keletą apibrėžimų, atrodo, kad biocheminis priimtiniausias, kai testai daromi per atstumą. Antra, tyrinėtojai turi nustatyti cheminį ir biologinį kontekstą, kad galėtų interpretuoti faktinius biologinius radinius. Ir pagaliau, gyvybės paieškos turi duoti naudingą informaciją net ir tada, kai gyvybė nebuvo surasta.

Be biocheminių tyrimų, naudingu instrumentu gali būti mikroskopas. Tačiau Allan Hills ALH 84001 meteorito atvejis parodė, kad gali būti ne biologinės kilmės priežasčių struktūrų, panašių į biologines, susidarymui.

Jupiterio palydovas Europa yra daugiausia tikėtinas kandidatas gyvybei Saulės sistemoje. Jis gali būti antras dangaus kūnas pagal skysto vandens kiekį, esantį po paviršiniu ledo sluoksniu. Kad jame gali būti skysto vandens, rodo paviršiaus struktūros bei kintantis silpnas magnetinis laukas. Kitas Jupiterio palydovas Callisto irgi turi vandens buvimo požymių, kaip ir Saturno Titanas. Tuose po ledu esančiuose vandenyse gali būti angliavandenių molekulių.

1973 m. "Voyager" užfiksavo, kad iš Saturno palydovo Titano sklinda periodiškai pasikartojančios radijo bangos. Ar tik ne išsivysčiusios civilizacijos ženklas? Bet – vidutinė Titano atmosferos temperatūra yra 100^o C. Ar tinka gyvybei?
Daugiau apie tai skaitykite Saturno keisčiausio palydovo paslaptys

Kita tyrinėtina planeta yra Marsas. Jame geriausios vietos gyvybei būtų karšti šaltiniai (jei tokie egzistuoja) ir gilūs plyšiai, kuriuose gali būti skysto vandens. Per dešimtmetį gali būti į Žemę atvežami Marso paviršiaus mėginiai. Iki 2050 m. Marse turėtų gyventi nuolat besikeičianti žmonių komanda.

NASA turi taisykles, saugančias kitus dangaus kūnus nuo galimo užkrėtimo Žemės mikroorganizmais.

Šiuo metu įstengiama nustatyti tik Jupiterio dydžio kitų žvaigždžių planetas. Iki 2050 m. bus jau surasta ir Žemės dydžio planetų bei ištirta jų atmosfera. Tada bus galima jas tirti papildomai, tame tarpe bandant pagauti radijo signalus.

Radijo signalų tyrimai turi vieną kliūtį. Daugybė radijo bangų transliatorių sukelia trikdžius. Tai gali versti paieškas radijo bangų spektre perkelti į nematomą Mėnulio pusę. Tarptautiniai susitarimai jau nustatė "apsaugotą zoną" Mėnulyje ir kai kurie astronomai pasisako už tai, kad Saha krateris būtų rezervuotas radijo teleskopams. Iki 2050 m. Mėnulyje galėtų būti sukurta reikiama infrastruktūra.

Gyvybinė zona

Tai tokia zona erdvėje prie žvaigždės, kurioje sąlygos artimos toms, kokios yra Žemei – t.y. tokios, kad toje zonoje esančioje planetoje vanduo gali būti skystu pavidalu. Laikoma, kad tokios planetos yra palankios gyvybės atsiradimui. Jos domina dviem aspektais: a) kaip taikinys nežemiškos paieškos paieškoms; b) kaip galimus būsimus namus žmonijai. Šią sąvoką 1959 m. įvedė Su-Šu Huangas.

„Gyvybinę juostą“ Vakarų astronomai mėgsta vadinti „Auksaplaukės juosta^*) “ (Goldilocks Zone). Mat analogiškai tam, kad būtų gyvybinėje zonoje planeta privalo būti nei per toli, nei per arti žvaigždės, o tik „tinkamu“ atstumu.

Tokių planetų paieškos – vienas pagrindinių „Kepler“ teleskopo uždavinių. Pirmoji tokio tipo planeta rasta 2011 m – tai buvo Kepler-22 b, esanti už 620 švm. Tačiau jos skersmuo 2,4 karto didesnis už Žemės. 2015 m. liepos 23 d. Gulbės žvaigždyne rasta gyvybinėje zonoje esanti Kepler-452 b planeta, kurios skersmuo vos 60% didesnis už Žemės. Apie savo žvaigždę ji apsisuka per 385 (žemiškas) paras. Ji nuo mūsų nutolusi per 1402 švm. O 2017 m. vasario 22 d. NASA paskelbė, kad greta ultrašaltos nykštukės TRAPPIST-1 („vos” už 39,5 švm.) rado net 7 planetos, iš kurių 3 yra gyvybinėje zonoje (išsamiau skaitykite Septynetas drasuolių).

^*) „Auksaplaukė ir trys lokiai“
Tai naujesnė senos angliškos pasakos „Trys lokiai“ variantas (1849 m. parengtas J. Cundall’o), kai seną baisią moterį pakeičia jauna šviesiaplaukė mergaitė (rusiškas pasakos variantas yra „Maša ir trys lokiai“). Jauna mergaitė, paklydusi miške, randa tuščią trobą, į kurią užeina. Joje randa po tris skirtingo dydžio daiktus: lėkštes, kėdes, lovas, ... Mergaitė bando jais pasinadoti, tačiau du iš jų jai netinkami: vienas per didelis, kitas per mažas, o trečias – kaip tik. Tada ji užminga, o į namus grįžta trys lokiai. Prabudusi išsigandusi mergaitė sprunka...

Brandon Carter'is 1983 m. išsakė požiūrį, kad iš WAP (silpnasis entropinis principas) seka, kad proto atsiradimas gyvenamoje planetoje yra nepaprastai mažai tikėtinas. Panašią išvadą daro ir J.D.Barrow ir F.J. Tipler, remdamiesi Fermi paradoksu, pagal kurį protingos būtybės, jei jos būtų, turėjo kolonizuoti visą visatą.

Nežemiškų protingų būtybių egzistavimas reikalautų išspręsti teologinius klausimus. Ar jos turi prigimtinę nuodėmę, jei nėra kilusios iš Adomo ir Ievos? Ar gali būti keli Logoso įsikūnijimai skirtinguose pasauliuose? Juk Kristus "mirė už visus" [Rom 6:10]

Neuroninis sąmonės modelis negali paaiškinti spontaninės neuronų veiklos, spontaninio elektronų perdavimo vaidmens apdorojant informaciją, Levinthal paradokso pasekmių, - kaip ir apibrėžiant atmintį, suvokimą ir kūrybiškumą. Laikyta, kad gilesnieji psichikos lygiai, virš kurių įsitaisiusi "budrioji sąmonė" turėtų būti iš subtilesnio nešėjo ir siekti netgi kvantinį lygį. [Grandpierre, 1995]

Įsivaizduokite pasaulį, kuriame dienos temperatūra apie –179^o C ir nuolat lyja metano lietus, prilydamas dideles, tačiau seklias balas, didesnes nei JAV Didieji ežerai. Pagal "Cassini" taip atrodo Saturno didžiausias palydovas Titanas. Tyrimai leidžia spėti, kad jis kai kuo primena Žemę – kad ir sezoniniu oru. Be to spėjama, kad po paviršiumi gali būti skystų angliavandenių.

Nors yra už 1,2 mlrd. km nuo Saulės, Titanas yra vienas aktyviausių Saulės sistemos kūnų. Jo atmosfera storesnė už Žemės, joje pučia vėjai, kurie gena debesis. Tačiau iškyla vienas neaiškumas: ultravioletiniai spinduliai nuolat skaldo metaną, tad jo jau seniai neturėtų būti. Tai iš kur jis randasi? Mokslininkai spėja, kad jo atsargos yra po paviršiumi (kur išliko iš pirmapradžių dujų, iš kurių Titanas susiformavo), o ugnikalniai išlieja metaną, o ne lavą.

Tai 6-sis pagal orbitos ilgį ir 4-sis pagal masę (skersmuo 3122 km) Jupiterio palydovas. Jį 1610 m. atrado Galileo Galilėjus (ir nepriklausomai nuo jo Simonas Marius). Jis pavadintas Tyro karaliaus Agenoro dukters Europos (ir Kadmo, Tėbų įkūrėjo sesers) vardu. Šį vardą pasiūlė Simonas Marius, tačiau prigijo tik 20 a. viduryje. Ankstyvojoje literatūroje jis dažniausiai vadintas Jupiteriu II (nes buvo antras ir keturių jo palydovų). 1892 m. atradus Amaltėją, jis persikėlė į trečią poziciją, o 1979 m. „Voyager“ nustačius dar tris vidinius Jupiterio palydovus, dabar yra 6-oje pozicijoje. Europa

Europa yra apie 570 tūkst. km nuo Jupiterio ir apie jį beveik apskritimo formos orbita apskrieja per 3,5 paros. Ji visada į Jupiterį pasisukusi viena puse. Jupiterio ir kitų jos palydovų Europa traukiama įvairiomis kryptimis, o tai yra papildomas šilumos šaltinis, leidžiantis, kad po paviršiuje išliktų skystis. Kitas šilumos šaltinis yra radioaktyvių izotopų skilimas branduolyje.

Hubble teleskopo Goddard spektroskopas nustatė, kad Europa turi nepaprastai ploną atmosferos sluoksnį (1 mikropaskalio slėgio) sudarytą iš deguonies. Jis greičiausiai susidarė veikiant ultravioletiniams spinduliams ir ledo paviršių bombarduojant įelektrintoms dalelėms. Susidaręs vandenilis palieka palydovą dėl jo per mažos gravitacinės jėgos ir lieka tik deguonis.

Europa sudaryta daugiausia iš silicio uolienų. Paviršius (apie 100 km storio) yra iš vandens – su stora ledo pluta (3-30 km). Tikėtina, kad ji turi geležies branduolį, nes palydovo tankis gerokai didesnis nei vandens. Paviršius gana lygus tik su keliais aukštesniais nei kelių šimtų metrų iškilimais. Surasti vos keli krateriai. Tai rodytų jos paviršiaus jauną amžių – apie 10-180 mln. metų. Tą nustatė geologas S. Katterhornas ir britų astronomė L. Prockter.

Įdomiausia Europos paviršiaus ypatybė – tamsios susikertančios linijos. Tyrimai rodo, kad plutos sritys ties tomis linijomis pasislinkę viena kitos atžvilgiu. Jų raštas leidžia spėti, kad Europos pluta sukasi greičiau, nei branduolys, nes kitaip dėl stiprios Jupiterio gravitacinės jėgos poveikio raštas būtų specifinis. Kai kurių jų lankiška struktūra yra tokia, tarsi susidariusi per 85 val. (t.y. per palydovo apsisukimo orbita laiką), kas sustiprina spėjimą, kad skystas vanduo gali būti nelabai giliai.

Kita Europos paviršiaus ypatybė – apvalūs arba elipsės formos lenticulae (lot. strazdanos). Dauguma jų iškilos (spėjama, sudarytų liejantis iš apačios šiltesniam vandeniui), kitos įdubę arba tamsios dėmės (sudarytos ištirpusio vandens). Yra susigrūdusių ir netvarkingos formos (pvz., Konamara chaose) – tarsi sušalusių milžiniškų ledkalnių. Tai struktūros, primenančios užšalusių vandens sritis Žemėje.

Europos paviršiaus temperatūra yra apie -160^oC ties pusiauju ir -220^oC ties ašigaliais. Teoretikai spėjo, kad dėl gravitacinių poveikių gaunamos šilumos po paviršiniu ledu gali būti skysto vandens. „Voyager“ ir „Galileo“ padarytų nuotraukų analizė kažkiek patvirtina tą spėjimą, ypač „chaotiškos“ struktūros. Tačiau požiūris į tai yra prieštaringas ir dauguma geologų laikosi nuomonės, kad ledo sluoksnis yra storas ir skystas vanduo, jei jis yra, nepasiekia paviršiaus. Kiti modeliai paviršinio ledo storį nurodo nuo dešimties iki šimto kilometrų storio. Taigi, vandens Europoje būtų daugiau nei visuose Žemės vandenynuose.

Minėti S. Katterhornas ir L. Prockter, nagrinėdami „Galileo” nuotraukas, nustatė tektoninių plokščių judėjimą. Vienos jų gali leistis, o kitos kilti. Po ledo įtrūkimus vanduo stumiamas aukštyn – tad paviršiuje susidaro daugybė 100 m aukščio ledo ugnikalnių. Surface of Europa

Stipriausiu argumentu "storo ledo" hipotezei yra krateriai, kuriuos supa koncentriniai žiedai, užpildyti, kaip atrodo, plokščiu ir nauju ledu. „Galileo“ zondas, apie Jupiterį sukęsis 1995-2003 m., nustatė ją turint silpną kintantį magnetinį lauką. Galimas paaiškinimas, kad jis susidaro Europai judant stipriame magnetiniame lauke dėl po paviršiumi esančio druskingo skysto vandens. Spektrografiniai duomenys leidžia spėti, kad tamsios rausvos linijos ir kiti dariniai turi daug druskų, pvz., magnio sulfato (Epsomo druskos). Kitas paaiškinimas galėtų būti sieros rūgštys hidratai.

NASA Saulės sistemos tyrinėjimų planuose Europa yra gana svarbi ir manoma, kad misijos į ją planavimas gali prasidėti 2008 m. ir įgyvendinta būtų iki 2015 m.
Vėliau buvo planuotos kelios misijos: NASA „Europa Cipper” (2025) pro Europą praskrietų 45 kartus 25- 2700 km atstumu ieškant gyvybės, nustatant ar lede yra ertmių ir kokia paviršiau cheminė sudėtis; EKA „Juice“ (2022) pro Europą praskrietų du kartus, sudarydamas jos paviršiaus žemėlapį, NASA robotas „Valkyrie“ (2025) prasigrežtų pro ledo dangą ir tirtų po juo esantį vandenyną. Ledas būtų grežiamas lazeriu kaitinant kapsulę, ir leidimosi greitis būtų 1 m/val. Aišku, su laiku prioritetai keičiasi ir tai gali keisti planus.

Artūras Klarkas savo romane „2010: Odisėja 2“ parašė šiuos paslaptingus žodžius: „Visi tie pasauliai yra jūsų, išskyrus Europą. Stenkitės ten nesileisti“.

Ką turi bendro blondinės ir Saulės sistemos kandidatas nežemiškai gyvybei? Na, protingumo lygis bei … vandenilio peroksidas.

Nors gamtinės sąlygos atrodo atšiaurios, tačiau yra tikinčių galimybe čia esant gyvybei. 2000 m. „Wired“ žurnale Richard Green netgi pareiškė: „Galiu lažintis, kad yra gyvybė Europoje, tačiau nesilažinčiau, kad yra gyvybė Marse“. Jei paviršinis ledo sluoksnis kai kuriose srityse būtų pakankamai plonas, būtų galimybė netgi fotosintezei. Todėl gali egzistuoti kažkokios gyvybės formos panašios į jūros dumblius. Siera arba sieros rūgštis kai kuriems gyviems organizmams yra oksidantai (energijos šaltinis). Tačiau nesant karštų šilumos šaltinių gausos sunku tikėtis, kad galėtų išsivystyti sudėtingos gyvybės formos. Tad maža vilties sutikti Europoje po ledais plaukiojančius pleziozaurus.

2013 m. astrobiologai nsutatė, kad Europos paviršiuje yra iš kometų, meteoritų ir pan užneštų mineralų, kuriuose paprastai būna organinių ir cheminių medžiagų, galinčių teikti energijos gyviems organizmams (jei tokių yra).

SETI instituto tyrinėtojas Friedemann Freund'as laikosi nuomonės, kad deguonis Žemės atmosferoje yra ne biologinės kilmės. Uolienai susidarant iš magmos, galėjo įeiti nedideli vandens kiekiai sudarydami peroksidinius silicio ir deguonies junginius. Vėliau iš jų palaipsniui galėjo išsiskirti deguonis. Tokią galimybę jis įrodė bandymais. Tad deguonies Žemės atmosferoje galėjo būti ir iki atsirandant fotosintezei.

Gyvybė, tokia, kokią mes žinome, palaiko save sąveikaudama su elektronų donorais ir imtuvais bei panaudodama išsilaisvinusią energiją. Tarkime, žmonės ir kiti gyvūnai naudoja anglį kaip donorą ir deguonį kaip elektronų imtuvą. Mikrobai gali naudoti kitokias donorų ir imtuvų poras. Tokios galimybės yra ir Europoje.