Tūkstošiem gadu cilvēce ir interesējusies par zvaigznēm mūsu nakts debesīs. Planētas, zvaigznes … varbūt pat ar saprātīgu dzīvi ir mums visapkārt. Un tikai pēdējos 25 gados mums ir bijusi iespēja droši zināt atbildi uz šo jautājumu, kad mēs savām acīm redzējām pirmo pasauli ārpus mūsu Saules sistēmas. Attīstoties teleskopiem, cilvēku atjautība mums deva jaunas metodes Visuma izpētei - starp kurām slavenākā ir vājas zvaigznes svārstīšanās novērošana un vēlāk planētas tranzīta metode. Atklāto eksoplanētu skaits pieaug ar lēcieniem.
Pirmās parādījās planētas, kuras bija vieglāk atrast - masīvi milži pārāk tuvu vecāku zvaigznēm. Sekoja mazāk masīvas un attālākas zvaigznes. Līdz šim Keplera teleskops jau ir atklājis tūkstošiem cietu pasaules, no kurām 21 ir līdzīga Zemei un kurās var dzīvot.
Ideja, ka Zeme bija reta un unikāla - cieta planēta ar dzīvības sastāvdaļām, kas atrodas pareizā attālumā no saules, lai varētu pastāvēt šķidrs ūdens, pēdējo divu desmitgažu laikā ir strauji zaudējusi atbalstu. Un šī procesa kulminācija notika pavisam nesen, 2016. gada 24. augustā, kad Eiropas Dienvidu observatorijas zinātnieki paziņoja par cietas planētas atklāšanu ar 1,3 Zemes masu, kas riņķo ap mums tuvāko zvaigzni: Alfa Kentauri. Šī pasaule ap vecāku zvaigzni riņķo 11 dienās, bet pati zvaigzne satur tikai 12% Saules masas un spīd tikai 0,17% Saules spilgtuma. Jā, sarkanais punduris un akmeņainā planēta ir apvienojušies un, iespējams, padarījuši šo pasauli potenciāli apdzīvojamu. Bet smieklīgākais ir nevis tas, ka ievērojamai daļai zvaigžņu tuvumā var būt zemes planētas, bet gan taska tie ir gandrīz visiem. Var būt.
Tikai no orbitālajiem parametriem, kurus mēs izmērījām, un zināmiem fizikas likumiem, mēs esam ieguvuši kolosālu zināšanu daudzumu. Šī planēta gandrīz noteikti ir kārtīgi bloķēta pie savas zvaigznes, tas ir, tā vienmēr ir vērsta pret zvaigzni ar vienu puslodi, piemēram, Mēness, kas nekad negriežas uz Zemi ar savu "tumšo pusi". Pati zvaigzne aktīvi un bieži izšauj signālraķetes. Saules vērstajai planētas pusei tas nozīmē katastrofu, bet ne tumšajai pusei. Un "gadalaikus" nosaka orbītas eliptiskums, nevis ass slīpums. Bet tas ir ļoti maz informācijas, ko mums izdevās iegūt, un, ja mēs vēlamies uzzināt vairāk par planētu, mums būs jāuzlabo mūsu tehnoloģijas.
Piemēram, mums jānoskaidro, vai planētas atmosfērā ir skābeklis. Vai ūdens tvaiki. Vai arī ar oglekli bagāti paraksti, piemēram, metāns un oglekļa dioksīds. Kas par mākoņiem? Vai tie ir plāni vai biezi vai vispār nav? No kā tās ir veidotas? Vai tie ir tumši vai tie atstaro gaismu? Vai atmosfēra varētu pārnest siltumu uz planētas tumšo pusi, vai nakts puse ir mūžīgi sasalusi?
Ja mēs varam uzlabot izšķirtspēju un veikt spektroskopiju uz tiešās attēlveidošanas planētas, uz šiem jautājumiem var atbildēt, nekad nepametot mūsu pašu planētu. Tam būs nepieciešams ārkārtīgi liels zemes teleskops vai teleskopu tīkls. Pašlaik topošie 30 metru teleskopi ir liels solis šajā virzienā, taču, lai sasniegtu planētas pie sarkanajiem punduriem, ir vajadzīgs vēl vairāk: nepieciešami milzīgi teleskopi ar 100 vai pat 200 metru diametru.
Planētas virsmas sastāvs ir pavisam cits jautājums. Ja mākoņi ir caurspīdīgi un orbīta ir eliptiska, Proxima 11 dienu b gadā ir jābūt "sezonālai" atšķirībai starp vasaru (kad pasaule ir vistuvāk zvaigznei) un ziemu (kad tā ir vistālāk). Tā kā pasaule ir slēgta un negriežas (tāpat kā lielākā daļa potenciāli apdzīvojamo zemes planētu pie sarkanajiem punduriem), būs trīs klimatiskās zonas: dedzinoša un cepta gar zvaigžņu vērsto puslodi; sasalusi, ledus auksta gar ārējo puslodi un mērenās zonas vidū. Planētai var būt kontinenti un okeāni, kā arī milzu ledus sega nakts pusē. Vai arī var notikt siltuma pārnese no atmosfēras planētas un efektīva atstarojamība, tad visai planētai būs vienāda temperatūra. Šādas notikumu attīstības piemērs ir Venēra.
Reklāmas video:
Ja mēs varam tieši novērot planētas izstaroto gaismu - gan redzamo, gan infrasarkano staru - dažādos laikos zvaigznes orbītā, mēs varētu saņemt atbildes uz visiem iepriekš minētajiem jautājumiem. Tajā mums palīdzētu milzu teleskopi ar lielu gaismas savākšanas jaudu un spēju nostiprināties zvaigznes gaismā, vēlams no kosmosa. Piedāvātais LUVOIR kosmiskais teleskops ar pavadošo lietussargu to varētu apstrādāt. Saskaņā ar plānu tas ir 12 metru teleskops (25 reizes ātrāks nekā Habla teleskops), kas aprīkots ar korongregālu. Nedaudz tālāk no tā lidos lietussargs, kas bloķēs zvaigznes gaismu un ielaidīs planētas gaismu. Lai gan LUVOIR būs gatavs tikai 2030. gados, lietussargu varētu uzbūvēt nākamajos piecos gados, ļaujot mums vizualizēt Proxima b, izmantojot jau esošās metodes.
Kādu starojumu izstaro planēta? Kas vēl varētu būt papildus signāliem no atstarotā saules starojuma, kosmiskajiem stariem un pašas planētas infrasarkanā siltuma? Piemēram, mākslīgie signāli radio vai citos elektromagnētiskos viļņu garumos? Ja šos signālus sūta inteliģenta dzīve, ir pienācis laiks to atrast. Tas ir izaicinājums SETI, kuru jau nopietni interesē planēta. Mums par to arī nopietni jādomā, jo pēdējos 20 gados mūsu radio apraide kosmosā ir samazinājusies, bet elektromagnētiskie signāli paliek. Iespējams, ka mākslīgo signālu esamība mudinās mūs meklēt mākslīgo apgaismojumu planētas nakts pusē.
Jo mūsu vislolotākais sapnis ir atrast dzīvības pazīmes, vēlams saprātīgas. Biosignatūras var būt dažādās formās: slāpekļa, skābekļa un ūdens tvaiki atmosfērā; ģeotransformācijas vai mākslīgā apgaismojuma liecības planētas nakts pusē. To visu var redzēt no kosmosa. Lai gan šos parakstus mēs varam izmeklēt netieši, izmantojot atmosfēras, virsmas un izstarotos signālus, labākais veids, kā izpētīt planētu, ir ceļot paši. 4,24 gaismas gadi, iespējams, nešķiet tik tālu, taču kosmosa kuģis Voyager 1, kas pārvietojas ar 0,006% gaismas ātrumu, Proxima b sasniegs pēc daudziem tūkstošiem gadu.
Bet citas metodes, izmantojot modernās tehnoloģijas, ļautu mums tur nokļūt ātrāk. Izrāviena Starshot projekts ierosina izmantot kosmosā izvietotus lāzerus, lai paātrinātu ar buru aprīkotu kosmosa kuģi. Viņi to varēja paātrināt līdz 20% gaismas ātruma, un viss ceļojums prasītu apmēram 21 gadu. Jauns degvielas avots, piemēram, saturot antimatēriju, kā tas ir zinātniskās fantastikas stāstos, kādu dienu ļoti labi varētu kļūt par realitāti. Ja paātrināsit pa ceļam ar pastāvīgu paātrinājumu, jūs varētu sasniegt zvaigzni pēc 12 gadiem.
Citiem vārdiem sakot, ņemot vērā paredzamo tehnoloģisko progresu un, ja mēs nepārkāpsim fizikas likumus, nākamajos trīsdesmit līdz četrdesmit gados mēs varētu nosūtīt bezpilota kosmosa kuģi uz tuvāko Zemei līdzīgo planētu un, iespējams, arī robotus vai cilvēkus. Ir pienācis laiks doties, un, ja šis atklājums neliks meklēt otru Zemi, tad nekas mūs neliks.
ILYA KHEL