Prvi kemijski trag izvanzemaljskog života vjerojatno neće doći s planeta koji nalikuje Zemlji. Novo istraživanje NASA-inog centra Goddard upozorava na važnu zamku u potrazi za životom izvan Sunčevog sustava: teleskopi najprije vide najjači biopotpis, a ne nužno najčešći tip nastanjivog svijeta.
Ako se prvi mogući znak života pojavi na planetu koji izgleda neobično, to ne bi trebalo iznenaditi astronome. Takav planet možda neće biti najbolji primjer života u svemiru, nego svijet čiju je atmosferu najlakše pročitati.
Astronomija najprije pronalazi krajnosti
Povijest astronomije pokazuje da prva otkrića često nisu tipična. Prvi potvrđeni egzoplanet nije kružio oko zvijezde nalik Suncu, nego oko pulsara, ostatka mrtve zvijezde u iznimno ekstremnom okolišu. Nije bio otkriven zato što predstavlja uobičajen planetarni sustav, nego zato što je mjerenje pulsarskih signala iznimno osjetljivo.
Sličan obrazac ponavljao se i drugdje. Prvi otkriveni kvazar bio je najsjajniji kvazar vidljiv sa Zemlje. Prvi asteroid bio je najveći. Prvi vrući Jupiteri, golemi plinoviti divovi na vrlo kratkim orbitama, snažno su obilježili rane kataloge egzoplaneta, premda takvi sustavi čine mali dio ukupne populacije planeta.
Takvi objekti nisu prvi uočeni zato što su najčešći. Uočeni su zato što najviše odskaču od pozadine.
Autori novog rada tvrde da se ista pristranost mora očekivati i u potrazi za biopotpisima, kemijskim tragovima u atmosferi planeta koji bi mogli upućivati na život. Prvi takav trag neće nužno pripadati najčešćem obliku nastanjivog planeta. Pripast će svijetu čiji je signal dovoljno snažan da prije svih ostalih prijeđe granicu detekcije.
Najvidljiviji planet nije nužno najvažniji
Svaki teleskop ima prag ispod kojeg signal više nije moguće pouzdano izdvojiti iz podataka. Planeti koji taj prag prvi prijeđu nisu nužno najbolji predstavnici svoje skupine. To su planeti čije atmosfere proizvode najjasnije signale na najvećim udaljenostima.
Razlika brzo postaje golema. Ako se signal nekog planeta može otkriti dvostruko lakše, to ne znači samo dvostruko veću šansu za otkriće. Takav signal može se vidjeti u znatno većem dijelu prostora. Budući da se pretraživi prostor širi u tri dimenzije, dvostruko veća dosežnost znači osam puta veći volumen u kojem se takav planet može pronaći.
Za Svemirski teleskop James Webb to posebno pogoduje planetima većima od Zemlje, ali manjima od Neptuna. Takvi se svjetovi često nazivaju subneptunima. Ako imaju debele atmosfere bogate vodikom, svjetlost njihove zvijezde tijekom tranzita prolazi kroz mnogo širi sloj plina nego kod manjeg, stjenovitog planeta s atmosferom nalik Zemljinoj.
U spektru tada ostaje snažniji kemijski trag. Webb takve atmosfere može lakše analizirati jer signal ne mora biti jedva vidljiv. To ne znači da su subneptuni bolji kandidati za život. Znači da njihovi atmosferski tragovi mogu biti mnogo glasniji.
K2-18b pokazuje koliko detekcija može iskriviti sliku
Jedan od ključnih primjera je K2-18b, planet oko 2,6 puta veći od Zemlje koji kruži oko crvenog patuljka udaljenog oko 124 svjetlosne godine. Taj je svijet već privukao pozornost jer pripada skupini planeta čije se atmosfere mogu proučavati današnjim instrumentima, a istodobno se nalazi u području gdje pitanje nastanjivosti ostaje otvoreno.
Prema novom radu, planet poput K2-18b mogao bi proizvesti biopotpis oko 32 puta snažniji od signala pravog Zemljina analoga. Kada se u račun uključi volumen prostora u kojem se takav signal može uočiti, posljedica je još oštrija: planeti te klase mogli bi biti i 30.000 puta rjeđi od svjetova nalik Zemlji, a svejedno imati veću šansu da budu prvi uočeni u potrazi za životom.
To je središnja poruka istraživanja. K2-18b ne mora biti nastanjiv da bi bio važan za ovu raspravu. O prirodi tog planeta i dalje se vode znanstvene rasprave. Njegova je uloga u tome što pokazuje kako potraga može favorizirati svjetove koji nisu nužno tipični, nego izrazito pogodni za promatranje.
Ako prvi mogući trag izvanzemaljskog života dođe s takvog planeta, to neće automatski značiti da je život u svemiru najčešći na subneptunima. Moglo bi značiti da su takvi planeti među prvima koje naši instrumenti mogu dovoljno dobro analizirati.
Čak ni živa Zemlja ne bi uvijek imala isti potpis
I buduće misije suočit će se sa sličnim problemom. Opservatorij Habitable Worlds trebala bi biti usmjerena na izravnu potragu za planetima nalik Zemlji u nastanjivim zonama drugih zvijezda. No i u takvom, pažljivije odabranom uzorku, prvi otkriveni biopotpis vjerojatno će biti onaj s najizraženijim spektralnim obilježjima.
Zemlja kroz vlastitu povijest nije uvijek izgledala isto. U arhaiku je njezina atmosfera imala drukčiji kemijski sastav, s važnom ulogom metana. U proterozoiku je kisika bilo mnogo manje nego danas. Današnja atmosfera bogata kisikom samo je jedna faza u dugoj povijesti života na našem planetu.
Svaka od tih verzija Zemlje ostavila bi drukčiji trag u svjetlosti. Neke bi faze bile lakše prepoznatljive, druge znatno teže. Teleskop ne bi nužno pronašao najčešću verziju živog planeta, nego onu čiji se kemijski potpis najbolje uklapa u osjetljivost instrumenta i valne duljine koje promatra.
Zbog toga prvi biopotpis neće odmah biti karta života u svemiru. Bit će prvi signal koji je bio dovoljno snažan da ga izdvojimo iz svjetlosti udaljene zvijezde. Ako bude dolazio s neobičnog planeta, to ne znači da je takav planet pravilo. Ako bude nalikovao Zemlji, ni to neće dokazati da život drugdje najčešće slijedi zemaljski obrazac.
Prvo otkriće izvanzemaljskog života, ako ga dobijemo, otvorit će jednako važno pitanje kao i samo otkriće: jesmo li pronašli najčešći oblik života ili samo onaj koji je našim teleskopima najvidljiviji?
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
