Αρης : Τα μυστικά του κόκκινου πλανήτη και οι εξωγήινοι

Οι περισσότερες επιστημονικές έρευνες έχουν πρακτικούς σκοπούς. Κάποιες, όμως, αναζητούν απαντήσεις σε φιλοσοφικά ερωτήματα – ως πρόδρομος της φυσικής επιστήμης θεωρείται άλλωστε η φυσική φιλοσοφία. Και ένα από τα μεγαλύτερα, τα πιο επίμονα φιλοσοφικά ερωτήματα της ανθρωπότητας είναι το εξής: «Υπάρχει ζωή αλλού στο Σύμπαν;». «Η αλήθεια βρίσκεται εκεί έξω», διαβεβαίωναν τη δεκαετία του 1990 τα θρυλικά «X-Files», η ανακάλυψή της, όμως, ίσως να μην αργεί πια πολύ.

Το ερώτημα είναι φιλοσοφικό για δύο λόγους. Ο ένας είναι η τεράστια έκτασή του. Αν υπάρχει ζωή αλλού, και δη ευφυής ζωή, τότε εγείρεται το ερώτημα αν θα τη συναντήσουμε ποτέ. Αν δεν υπάρχει, αν όλα τα αναρίθμητα άστρα του Σύμπαντος σπαταλούν το φως τους σε στείρους, άψυχους κόσμους, τότε η ζωή στη Γη πρέπει να είναι μία συγκυρία τόσο ευτυχής που γίνεται αστρονομικά απίθανη. Είναι διάσημη πια η ρήση του μετρ της λογοτεχνίας του φανταστικού, Αρθουρ Κλαρκ: «Δύο πιθανότητες υπάρχουν: είτε είμαστε μόνοι στο Σύμπαν, είτε όχι. Αμφότερες είναι εξίσου τρομακτικές».

Ο έτερος λόγος που το ερώτημα είναι φιλοσοφικό είναι πως, ιστορικά, έχουμε συγκεντρώσει υπερβολικά λίγα στοιχεία ώστε να διευθετήσουμε το ζήτημα. Οι βιολόγοι εξακολουθούν να μην έχουν στα χέρια τους κάποια ακλόνητη θεωρία για το πώς ξεκίνησε η γήινη ζωή. Οι υπόλοιποι πλανήτες βρίσκονται υπερβολικά μακριά, και είναι δύσκολο να μελετηθούν. Και αυτό αφήνει περιθώρια για κάθε λογής θεωρίες. Ισως η ζωή να είναι σπάνια. Ισως η ζωή να είναι συνήθης, αλλά να είναι σπάνια η ευφυΐα. Ισως πάλι να είναι συνήθης ακόμα και η ευφυής ζωή, αλλά να την καταστρέφει εντέλει η τεχνολογία που την ανυψώνει.

Αυτή η ένδεια δεδομένων, ωστόσο, σύντομα θα αλλάξει. Οπως σημειώνει το «Economist» σε ένα μεγάλο αφιέρωμά του στη ζωή και το Σύμπαν και την αναζήτηση… του ΕΤ, μία ποικιλία τηλεσκοπίων και διαστημοπλοίων αναζητούν, ή θα βαλθούν σύντομα να αναζητούν, σημάδια ζωής από τα φεγγάρια και τους πλανήτες του ηλιακού συστήματος μέχρι τα υπόλοιπα άστρα στη γωνιά της Γης στον Γαλαξία. Πιο συγκεκριμένα, ισχυρά τηλεσκόπια θα επιχειρήσουν να βρουν χημικές υπογραφές ζωής στις ατμόσφαιρες πλανητών που περιστρέφονται γύρω από άστρα πέραν του Ηλιου. Ενας εξωγήινος αστρονόμος που κοιτάζει τη Γη, για παράδειγμα, θα εντυπωσιαζόταν από την επιμονή τόσο οξυγόνου όσο και κάτι με το οποίο αυτό αντιδρά στην ατμόσφαιρα και ενδεχομένως να συνήγε – σωστά – πως τα κρατούν εκεί ζωντανοί οργανισμοί.

Στον αστερισμό του Κρόνου

Οι πρώτοι δύο εξωηλιακοί πλανήτες, ή εξωπλανήτες, ανακαλύφθηκαν το 1992. Μέχρι σήμερα έχουν γίνει γνωστοί περισσότεροι από 4.000. Καμιά εξηνταριά από αυτούς συμπεριλαμβάνονται στον Κατάλογο των (πιθανώς) Κατοικήσιμων Εξωπλανητών (HEC) που άρχισε να συντάσσει το 2011 ο Αμπέλ Μέντες και οι συνάδελφοί του στο Πανεπιστήμιο του Πουέρτο Ρίκο, στο Αρεσίμπο, αναζητώντας πλανήτες οι οποίοι βρίσκονται στην ενδεδειγμένη απόσταση από τα γονικά άστρα τους ώστε να μπορούν να διατηρούν υγρό ύδωρ στην επιφάνειά τους χωρίς το νερό αυτό είτε να παγώνει είτε να βράζει. Στην κορυφή του καταλόγου αυτού βρίσκεται ο Teegarden b. Η ιστορία του ξεκινά από την ανακάλυψη του άστρου Teegarden, ενός μικροσκοπικού, αχνού αντικειμένου στον αστερισμό του Κριού.

Το Teegarden έχει το ένα δέκατο της μάζας του Ηλιου και εκπέμπει το περισσότερο φως του στο υπέρυθρο κομμάτι του φάσματος, γεγονός που το καθιστά υπερβολικά αχνό για να το δει κανείς με γυμνό μάτι, κι ας βρίσκεται μόλις 12 έτη φωτός μακριά. Οταν όμως οι αστρονόμοι στο Αστεροσκοπείο Καλάρ Αλτο της Ισπανίας άρχισαν να το μελετούν προσεκτικά, παρατήρησαν απειροελάχιστες ταλαντώσεις στην κίνησή του. Το 2019, έπειτα από τρία χρόνια μετρήσεων, κατέληξαν στο συμπέρασμα πως αυτές είναι συνέπεια των πεδίων βαρύτητας δύο πλανητών που τραβούν το άστρο πέρα – δώθε. Ο ενδότερος, ο Teegarden b, έχει περίπου την ίδια μάζα με τη Γη, δέχεται μια αντίστοιχη ποσότητα φωτός από το άστρο γύρω από το οποίο περιστρέφεται και είναι πιθανόν βραχώδης.

Μπορεί να υπάρχει ζωή πάνω του; Ή σε κάποιον άλλο από τους τέσσερις εξωπλανήτες περίπου στο μέγεθος της Γης που μπήκαν, μόνο μέσα στο 2020, στο top-10 του HEC; Είναι η ζωή ένα φαινόμενο που υπάρχει μόνο στη Γη ή είναι ευρέως διαδεδομένη; Μέχρι πρόσφατα, ήταν αδύνατο να δοθεί απάντηση. Οι αστροβιολόγοι, ωστόσο, είναι ολοένα και πιο αισιόδοξοι πως μια απάντηση θα βρεθεί μέσα στην επόμενη 20ετία.

Τρεις τρόποι ανίχνευσης ζωής

Υπάρχουν, γενικά μιλώντας, τρεις τρόποι να γίνει αυτό. Ο πρώτος είναι η παρατήρηση από μακριά, χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια για τη μελέτη συστημάτων όπως αυτά που περιστρέφονται γύρω από το άστρο Teegarden. Ο δεύτερος, αν το αντικείμενο του ενδιαφέροντος βρίσκεται αρκετά κοντά, είναι να το επισκεφθούμε, όπως κάνουμε αυτόν τον μήνα με τον Αρη, με την άφιξη τριών αποστολών από τις ΗΠΑ, την Κίνα και τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα – το Perseverance, το ρομποτικό ρόβερ της NASA, προσεδαφίστηκε με επιτυχία το βράδυ της Πέμπτης στον Κόκκινο Πλανήτη, έστειλε ήδη και τις πρώτες του φωτογραφίες. Ο τρίτος, να αναζητήσουμε ραδιοσήματα ή άλλα σημάδια τεχνολογίας, βάσει της υπόθεσης πως τουλάχιστον κάποια ζωή αλλού έχει ακολουθήσει την πορεία της ζωής στη Γη παράγοντας τεχνολογικά προηγμένα είδη. Ερευνα που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στην Astronomical Journal υποδηλώνει ότι περίπου τα μισά άστρα του τύπου του Ηλιου στον Γαλαξία «βλέπουν» να περιστρέφεται γύρω τους τουλάχιστον έναν βραχώδη πλανήτη ικανό να συντηρήσει υγρό ύδωρ στην επιφάνειά του. Αυτό ισοδυναμεί με 300 εκατομμύρια εν δυνάμει κατοικήσιμους κόσμους. Το να είναι όμως ένας πλανήτης ένας βραχώδης κόσμος που περιστρέφεται εντός της επονομαζόμενης κατοικήσιμης ζώνης του άστρου του δεν τον καθιστά αυτόματα έναν καλό υποψήφιο. Κάποιοι τέτοιοι πλανήτες, για παράδειγμα, είναι γνωστοί ως «υδάτινοι κόσμοι», με βαθιούς ωκεανούς και χωρίς ηπείρους. Θα μπορούσαν να υποστηρίξουν τη ζωή αν έφτανε εκεί από αλλού, οι πιθανότητες όμως να ξεκινούσε η βιολογία από το μηδέν σε έναν τέτοιο τόπο μοιάζουν μηδαμινές. Το πώς ξεκινά η ζωή είναι βέβαια άγνωστο. Αλλά μπορεί να υποθέσει κανείς ότι χρειάζεται τη συγκέντρωση ορισμένων χημικών ουσιών με τρόπο δύσκολο να επιτευχθεί μέσα στον περιδινούμενο όγκο ενός ωκεανού.

Αντιστοίχως, η πιθανότητα να έχει ένα αντικείμενο υγρό ύδωρ στην επιφάνειά του μέσα σε μία κατοικήσιμη ζώνη δεν σημαίνει απαραίτητα ότι αυτό το νερό υπάρχει πράγματι: το φεγγάρι της Γης, για παράδειγμα, βρίσκεται εντός της κατοικήσιμης ζώνης του Ηλιου και εντούτοις είναι σχεδόν άνυδρο. Εχει σημασία, λοιπόν, να καταλάβουμε όχι μόνο πού βρίσκεται ένας πλανήτης στο αστρικό του σύστημα, αλλά και από τι είναι φτιαγμένος – αν έχει έναν ωκεανό που καλύπτει τα πάντα, έναν ωκεανό διάσπαρτο από ηπείρους, ένα κάλυμμα πάγου ή αν είναι όλος άνυδρο έδαφος. Επίσης, αν έχει ατμόσφαιρα. Και αυτό θα γίνει με μία νέα γενιά εργαλείων, με πρώτο και καλύτερο το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Τζέιμς Ουέμπ, μία δημιουργία της NASA. Διαθέτει έναν καθρέφτη με πλάτος 6,5 μέτρα, γεγονός που του εξασφαλίζει μία ζώνη συλλογής φωτός έξι και πλέον φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Hubble, το οποίο βρίσκεται επί του παρόντος σε τροχιά, έχει όμως έναν καθρέφτη με διάμετρο μόλις 2,4 μέτρα. Το σχέδιο είναι να τεθεί σε τροχιά τον Οκτώβριο και να χρησιμοποιηθεί για αναλυτικές φασματοσκοπικές παρατηρήσεις εξωπλανητικών ατμοσφαιρών. Θα αναζητεί, πιο συγκεκριμένα, μόρια όπως το οξυγόνο και το μεθάνιο, που παράγονται στη Γη μέσω βιολογικών διαδικασιών.

Διαπερνώντας τα έτη φωτός

Για την εξέταση της επιφάνειας των πλανητών, την κατανόηση της ατμοσφαιρικής δυναμικής τους, την αναζήτηση ηπείρων και τον εντοπισμό βιο-υπογραφών στην επιφάνειά τους θα χρειαστεί να περιμένουμε έως ότου καταστεί αρκετά ευαίσθητη η τεχνολογία άμεσης απεικόνισης (direct-imaging) ώστε να διαπερνά τα έτη φωτός και να καταγράψει κάτι χρήσιμο. Αυτό θα μπορούσε να συμβεί μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 2030, οπότε και θα βρεθούν στο φόρτε τους τρία τηλεσκόπια με έδρα τη Γη και καθρέφτες με πλάτος 25-40 μέτρα, που αναμένεται να τεθούν σε λειτουργία προς το τέλος αυτής της δεκαετίας. Είναι το Γιγάντιο Τηλεσκόπιο του Μαγγελάνου, στη Χιλή, το Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο, επίσης στη Χιλή, και το Τηλεσκόπιο των Τριάντα Μέτρων που έχει προταθεί για τη Χαβάη. Οι παρατηρήσεις τους ίσως να συμπληρώνονται από τις εικόνες που θα λαμβάνουν από τα τέλη της δεκαετίας του 2030, εφόσον εγκριθούν, δύο προτεινόμενα διαστημόπλοια της NASA: το luvoir θα είναι ένας διάδοχος του Τζέιμς Ουέμπ, γενικών καθηκόντων. Το HabEx θα είναι σχεδιασμένο ειδικά για τη λήψη φωτογραφιών κατοικήσιμων πλανητών.

Σενάρια επόμενης μέρας

Μία ξεκάθαρη ανακάλυψη εξωγήινης ζωής θα ήταν, προφανώς, ένας μνημειώδης σταθμός στην ιστορία της επιστήμης. Η είδηση μιας «βιο-υπογραφής» σε έναν πλανήτη δεκάδες έτη φωτός μακριά θα συγκλόνιζε τον κόσμο. Τι ακριβώς θα συνέβαινε όμως στη συνέχεια; Εξαρτάται από το τι, ακριβώς, θα ανακαλυπτόταν. Κάποιοι τολμηροί επιστήμονες μπορεί να εισηγούνταν τη χρήση ενός ραδιοτηλεσκοπίου για τη μετάδοση κάποιου μηνύματος, με την ελπίδα ότι, αν ζει κάτι ευφυές εκεί, θα στείλει, δεκαετίες αργότερα, κάποια απάντηση. Είναι τέτοιες οι αποστάσεις, ωστόσο, που οι άμεσες πρακτικές συνέπειες θα ήταν ελάχιστες. Αντιθέτως, η ανακάλυψη ζωής εγγύτερα στη Γη – κάτω από τον ρεγκόλιθο του Αρη, για παράδειγμα, ή στους ωκεανούς κάτω από τις επιφάνειες των παγωμένων φεγγαριών του ηλιακού συστήματος – θα προκαλούσε μεγάλη κινητοποίηση. Μία αποστολή με σκοπό τη λήψη δειγμάτων θα έδινε στους βιολόγους τη δυνατότητα να συγκρίνουν την επίγεια με την εξωγήινη ζωή, μία διαδικασία που θα έριχνε νέο φως στον μηχανισμό και την προέλευση αμφότερων.

Και αν δεν βρεθεί τίποτα; Θα ήταν και αυτό ένα σημαντικό στοιχείο, έστω και λιγότερο συγκλονιστικό. Δεν θα αποδείκνυε πως δεν υπάρχει ζωή κάπου αλλού στο Σύμπαν, θα υποδήλωνε όμως πως η ζωή είναι, αν μη τι άλλο, μάλλον σπάνια.

Μισό και πλέον αιώνα πριν, καταλήγει το «Economist», επιστρέφοντας από την άνυδρη και στείρα επιφάνεια της Σελήνης, θαυμάζοντας αυτό το «λαμπερό κόσμημα μέσα στον μαύρο βελούδινο ουρανό» που λέγεται Γη, οι αστροναύτες του προγράμματος Απόλλων απέκτησαν έναν νέο σεβασμό για τον πλανήτη μας. Αν δεν υπάρχουν κοντά μας εξωγήινοι, συναισθήματα όπως αυτό θα μπορούσαν να γίνουν ισχυρότερα. Ενα κόσμημα σπάνιο είναι, άλλωστε, ακόμα πιο πολύτιμο.

Τα μυστικά του Κόκκινου Πλανήτη

Δύο χρόνια θα παραμείνει στην επιφάνεια του Αρη το διαστημικό όχημα της NASA Perseverance (Επιμονή) που προσεδαφίστηκε με επιτυχία στον Κόκκινο Πλανήτη λίγο πριν από τα μεσάνυχτα της Πέμπτης. Οι τεχνολογικές δυνατότητες και το ρομποτικό ελικόπτερο που διαθέτει (το πρώτο που θα πετάξει σε έναν άλλο πλανήτη) αναμένεται να συλλέξουν πολύτιμες πληροφορίες, οι οποίες θα σταλούν στη Γη για περαιτέρω αναλύσεις. Σημειώνεται πως από τις 14 αποστολές που έχουν επιχειρηθεί στον Αρη, μόνο 8 έχουν στεφθεί με επιτυχία – όλες αμερικανικές -, ήδη όμως βρίσκεται σε τροχιά και το κινεζικό διαστημόπλοιο Tianwen-1 που αναμένεται να επιχειρήσει να πιάσει έδαφος μέχρι το καλοκαίρι. Ολα δείχνουν, πάντως, ότι τα σχέδια για την πρώτη αποστολή με συμμετοχή ανθρώπου προχωρούν.