Νέο επιστημονικό βήμα προς την ανακάλυψη εξωγήινης ζωής

Η αναζήτηση εξωγήινης ζωής είναι μια από τις πιο σαγηνευτικές επιστημονικές αναζητήσεις της εποχής μας. Με την ανακάλυψη χιλιάδων εξωπλανητών, οι αστρονόμοι επικεντρώνονται πλέον στον εντοπισμό καθαρών βιοϋπογραφών – χημικών δεικτών σε πλανητικές ατμόσφαιρες που θα μπορούσαν να αποκαλύψουν την παρουσία ζωής.

Μια πρόσφατη μελέτη από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Riverside (UCR), υποδηλώνει ότι τα μεθυλαλογονίδια θα μπορούσαν να είναι μια τέτοια βιοϋπογραφή.

Αυτά τα αέρια, που αποτελούνται από ένα άτομο άνθρακα και τρία άτομα υδρογόνου συνδεδεμένα με ένα αλογόνο, παράγονται με φυσικό τρόπο στη Γη από βακτήρια, φύκια, μύκητες και ορισμένα φυτά.

Ωστόσο, υπάρχει ένα σημαντικό εμπόδιο: τα σημερινά τηλεσκόπια μας, συμπεριλαμβανομένου του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb (JWST), δεν είναι ακόμη αρκετά ισχυρά για να τα ανιχνεύσουν σε εξωπλανήτες που έχουν το μέγεθος της της Γης. Αλλά οι ερευνητές πιστεύουν ότι μια διαφορετική κατηγορία πλανητών -οι Υκεάνιοι κόσμοι- θα μπορούσε να δώσει μια λύση.

Τι είναι τα μεθυλοαλογονίδια και γιατί έχουν σημασία;

Στο κυνήγι της εξωγήινης ζωής, οι επιστήμονες βασίζονται στην εύρεση μορίων που παράγονται κυρίως από βιολογικούς οργανισμούς. Παραδοσιακά, αέρια όπως το οξυγόνο, το μεθάνιο και οι υδρατμοί θεωρούνται πολλά υποσχόμενα βιογραφικά στοιχεία, αλλά δεν αποτελούν οριστική απόδειξη της ζωής, καθώς μπορούν να δημιουργηθούν και μέσω γεωλογικών και ατμοσφαιρικών διεργασιών.

Τα μεθυλαλογονίδια, ωστόσο, είναι διαφορετικά. Αυτά τα αέρια απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα της Γης μέσω βιολογικής δραστηριότητας. Αυτό τα καθιστά ιδιαίτερα πολύτιμα ως πιθανές βιοϋπογραφές. Η ανίχνευση μεθυλαλογονιδίων στην ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη, θα μπορούσε να υποδηλώνει έντονα την παρουσία ζωής.

Η μελέτη υποδηλώνει ότι οι Υκεάνιοι πλανήτες, οι οποίοι είναι πλούσιοι σε νερό κόσμοι, που περιφέρονται γύρω από τους κόκκινους νάνους αστέρες «κόκκινους νάνους» (σ.σ. γνωστοί και ως νάνοι αστέρες φασματικού τύπου Μ), δύνανται να παρέχουν ιδανικές συνθήκες για τη συσσώρευση αυτών των αερίων σε ανιχνεύσιμες ποσότητες.

Γιατί ακόμα δεν μπορούμε να ανιχνεύσουμε αυτές τις βιοϋπογραφές;

Το JWST έφερε επανάσταση στην έρευνα για εξωπλανήτες παρέχοντας λεπτομερείς παρατηρήσεις ατμοσφαιρών, αλλά ακόμη και το JWST έχει όρια.

• Το μέγεθος μετράει: Οι εξωπλανήτες που έχουν το μέγεθος της Γης είναι πολύ μικροί για να τους παρατηρήσει απευθείας το JWST. Μπορεί να ανιχνεύσει ατμοσφαιρικές υπογραφές από μεγαλύτερους γίγαντες αερίου, αλλά η ανάλυση μικρότερων βραχωδών πλανητών παραμένει μια σημαντική πρόκληση.
• Ισχύς σήματος: Ακόμα κι αν υπάρχουν μεθυλαλογονίδια στην ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη, η συγκέντρωσή τους μπορεί να είναι πολύ χαμηλή για ανίχνευση από το JWST – υπό τις τρέχουσες τεχνικές που χρησιμοποιεί.
• Παρεμβολές: Πολλοί πολλά υποσχόμενοι εξωπλανήτες περιφέρονται γύρω από κόκκινους νάνους αστέρες, οι οποίοι παράγουν έντονη ακτινοβολία και ατμοσφαιρικό θόρυβο που θα μπορούσαν να «κρύψουν» πιθανές βιοϋπογραφές.

Εξαιτίας αυτών των προκλήσεων, οι ερευνητές επισημαίνουν ότι οι Υκεάνιοι πλανήτες θα μπορούσαν να παρέχουν μια καλύτερη ευκαιρία για ανίχνευση.

Υκεάνιοι πλανήτες: Μια νέα ελπίδα για εντοπισμό εξωγήινης ζωής

Υκεάνιος πλανήτης ονομάζεται ο τύπος εξωπλανήτη ο οποίος διαθέτει ωκεάνιο φλοιό που καλύπτει όλη την επιφάνειά του και ατμόσφαιρα πλούσια σε οξυγόνο. Με άλλα λόγια είναι εξωπλανήτης που πληροί δύο κριτήρια: 1) Ο φλοιός του να αποτελείται εξ ολοκλήρου από ωκεανό 2) Η ατμόσφαιρά του να είναι πλούσια σε Υδρογόνο – εξ ου και η ονομασία του “Υκεάνιος”: υδρογόνο + ωκεανός.

Ο όρος «Υκεάνιος πλανήτης» δημιουργήθηκε το 2021 από μια ομάδα ερευνητών εξωπλανητών στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ. Ο όρος χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά σε μια εργασία που δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal στις 31 Αυγούστου 2021.

Η ζωή σε έναν τέτοιο κατά πάσα πιθανότητα θα είναι υδρόβια, καθώς άλλα είδη ζωής θα ήταν δυσκολότερο να αναπτυχθούν σε αυτό το περιβάλλον. Συνήθως είναι μεγαλύτεροι σε σχέση με κοινούς βραχώδεις πλανήτες.

Το 2023, Το JWST παρατήρησε τον Υκεάνιο πλανήτη K2-18b. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτού του πλανήτη ήταν η ανίχνευση διμεθυλοσουλφιδίου (DMS) – μια χημική ένωση που σχετίζεται με τη ζωή στη Γη.

Συμπεραίνεται πως ο K2-18b πιθανότατα φέρει υδρόβιους οργανισμούς στον ωκεάνιο φλοιό του. Ωστόσο, παραμένει μυστήριο το αν όντως υπάρχει ζωή σε αυτόν τον πλανήτη, καθώς βρίσκεται στον αστερισμό του Λέοντα που απέχει 120 έτη φωτός από τη Γη, με αποτέλεσμα να μην είναι τεχνικά εφικτό για ανθρωπότητα να το διελευκάνει – τουλάχιστον προς το παρόν.

Συνοπτικά οι ιδιότητές τους:

• Ο φλοιός τους καλύπτεται από ωκεανό.
• Έχουν ατμόσφαιρες πλούσιες σε υδρογόνο. Οι ατμόσφαιρες στους Υκεάνιους πιστεύεται ότι αποτελούνται από υδρογόνο, ήλιον και υδρατμούς.
• Σκοτεινοί Υκεάνιοι εκτιμάται πως βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τους προαναφερθέντες ερυθρούς νάνους. Οι ερυθροί νάνοι είναι ο πιο κοινός τύπος άστρων στον γαλαξία μας.
• Θεωρούνται πολλά υποσχόμενοι πλανήτες για αναζήτηση ζωής πέρα από τη Γη. Οι Υκεάνιοι πλανήτες έχουν τα συστατικά που είναι απαραίτητα για τη ζωή, συμπεριλαμβανομένου του υγρού νερού, της ενέργειας και των οργανικών μορίων.
• Οι ατμόσφαιρές τους εκτιμάται πως έχουν λιγότερο μεθάνιο και αμμωνία από ό,τι πλανήτες όπως ο Ποσειδώνας.

Οι Υκεάνιοι πλανήτες είναι πιθανότατα  ικανοί να υποστηρίξουν εξωγήινη ζωή, παρά το γεγονός ότι οι ιδιότητές τους που διαφέρουν από εκείνες της Γης. Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν τηλεσκόπια όπως το James Webb για να αναζητήσουν Υκεάνιους πλανήτες και να μάθουν περισσότερα για εκείνους.