Domonkos, Dominik, János, Dominika2020. augusztus 04., kedd
Föld

A Földön kívüli élet lehetőségei

2015.05.28.Erdélyi Ilona
National Geographic Magyarország

A rohamosan gyűlő kutatási eredmények alapján indokolt lehet a NASA optimizmusa, és néhány évtizeden belül valóban rátalálhatunk Földön kívüli életre.

Fantáziarajz egy fiatal exobolygóról, mely kering központi csillaga körül.
Illusztráció: NASA/JPL-Caltech

Kereszturi Ákos, a Magyar Tudományos Akadémia Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpontjának munkatársa a NASA-bejelentés mögött álló legizgalmasabb részeredményeket tekinti át.

„Tejútrendszerünkben legalább 200 milliárd, a Földhöz hasonló bolygó van” – hangzott el a NASA Földön kívüli élet lehetőségeiről szóló, Ellen Stofan kutató és John Grunsfeld asztronauta vezette sajtótájékoztatóján, 2015. április 7-én. A bejelentés nem egy konkrét tudományos felfedezésről vagy egy új küldetésről szólt, hanem inkább előrejelzés volt az elkövetkező időszakra. A NASA álláspontja szerint igen valószínű, hogy egy évtizeden belül a Földön kívüli életre utaló jelet találnak a kutatók, a további egy-két évtizedben pedig bizonyítékuk is lesz rá.

A közlemény szakmai hátterében két tényező áll. Egyrészt az elmúlt tíz-húsz évben viszonylag sok arra vonatkozó megfigyelés született, hogy a Földön kívül, a Naprendszerben és azon túl is, több helyen található olyan környezet, amelyben megjelenhetnek és fennmaradhatnak a földihez hasonló (tehát kémiai folyamatokon alapuló, főleg vizet és szerves anyagot igénylő) életformák – még ha ilyeneket egyelőre nem is sikerült azonosítani. Másrészt az elkövetkező időszakban sok bolygókutató küldetés indítását tervezik e helyszínek vizsgálatára.

Mars
A Naprendszerben a legnépszerűbb célpont továbbra is a Mars. A körülötte keringő és a felszínén dolgozó szondák megfigyelései megerősítették, hogy a bolygón egykor folyékony víz volt. Az ősi vízmennyiség egy része a világűrbe szökött, erre utalnak a Curiosity rover friss deutérium-hidrogén (D/H) izotóparány-mérései. A víz egykori jelenlétét támasztják alá egyes marsi meteoritok vizsgálatai is, amelyek szintén az izotóparányok alapján mutatták ki, hogy a jelenlegi két jellegzetes D/H izotóparány (a légköri és a kéreg mélyén jellemző értékek) mellett egy harmadik is létezik. Ez arra utal, hogy több különböző H2O-raktár van a bolygón, a most azonosított harmadikat a poláris jégsapkák, illetve a felszín alatti, eltemetett jégtömegek képviselik. Ha ezek jéganyaga egykor olvadt állapotban volt, a víz 100-150 méter vastagon boríthatta be a bolygó felszínét (ha a Mars domborzati egyenetlenségeitől eltekintünk).

Víz jelenlétére mutató felszíni jelek a Marson.
Fotó: NASA

Fontos előrelépés történt a Mars szerves anyagainak azonosításában is. A Curiosity első adataiban nem találták a korábban földi mérésekkel a légkörében kimutatott metánt, de a küldetés előrehaladtával mégis sikerült azonosítani a gázt. Az is kiderült, hogy a metán légköri mennyisége igen élénken változik, ami arra utal, hogy kis mélységből, lokalizált forrásokból származik.

Bebizonyosodott továbbá, hogy a kiemelt mintákban lévő klórtartalmú szerves anyag nem földi eredetű szennyezés – ez az első bejelentés idején még nem volt egyértelmű. Ugyanakkor a kimutatott szerves klórbenzol és klóralkánok sem voltak jelen eredetileg a marsi mintában. Ezek a SAM nevű műszerben, a mérés során keletkeztek egyéb, eredeti marsi szerves molekulákból. Ha közvetve is, bebizonyosodott tehát, hogy a nem csak a marsi meteoritokban, de a vörös bolygó felszíni anyagaiban is vannak szerves összetevők.

Egy „selfi” Curiosity marsjáróról.
Fotó: NASA

A víz egykori jelenlétére utalnak a Curiosity által már több helyen vett minták, valamint a Marson régóta dolgozó Opportunity rover anyagvizsgálatai is. Sikerült több helyszínen agyagásványokat kimutatni, amelyek mállással keletkeztek vizes közegben. A velük együtt talált kalcium-szulfát pedig a Curiosity mérései alapján közel semleges pH-jú ősi közegre utal, amelyben az elszállított ionokra vonatkozó becslések alapján bőséggel lehetett víz. Ez ellentétben áll az Opportunity által korábban vizsgált, ún. Hematit-régió jellegzetes ásványa, a jarozit által jelzett egykori savas kémhatással. Eszerint jelentős eltérések lehettek az egyes területek között a vizek kémhatásában – ennek igazolásában sokat segítene, ha az időbeli változásokat is pontosan tudnánk rekonstruálni. A különböző oxidáltságú és oxidálatlan anyagok keverékében lévő, jelentős redox-potenciált földi mikrobák kihasználhatnák – ha az egyéb körülmények megfelelnének élettevékenységük folytatásához. Elvben tehát az esetleges élőlények fennmaradásához szükséges energiaforrás is akadt volna.

A NASA merész előrejelzésének másik oka, hogy a következő évtizedben újabb küldetésekkel részletesen is elemezni fogják ezeket a perspektivikus célpontokat. A legfontosabb lépésre 2020 körül kerül sor: anyagmintát hoznak a Marsról a Földre, amit bolygónkon a marsi helyszínekhez képest sokkal részletesebben lehet majd vizsgálni. A nagyjából 2030-ra tervezett emberes Mars-expedíció pedig jó eséllyel adhat választ az egykori (esetleg mai) marsi élettel kapcsolatos kérdésekre is.

Holdak eltemetett óceánjai
A Naprendszerben a Mars mellett fontos célpont a Jupiter Europa nevű holdja is. Ennek jégpáncél alatti, folyékony vízből álló „óceánjáról” már évek óta tudnak a szakemberek. Az égitest megismerésének következő fontos lépése annak megállapítása, hogy milyen anyagok találhatók ebben a vizes közegben, és mik a fizikai és kémiai paraméterei. E szempontból jelentős előrelépés, hogy a korábbi felvételekből összeállított térképek elemzésével sikerült megbecsülni a jég recirkulációs rátáját. Ez az érték azt adja meg, milyen rátával keveredik a jég az alatta lévő óceán anyagába. A jelenség kulcsfontosságú az esetleges élet szempontjából, a jégben ugyanis részben a szomszédos Io hold vulkáni anyagkibocsátása, részben a Nap ultraibolya és a Jupiter részecskesugárzása miatt oxidált, savas anyagok (pl. kénsav) keletkeznek. Ha a jég valahol felemésztődik, ezek is az óceánba jutnak, és a víz fenekén sejthető szilikátos vulkáni központok lúgos anyagaival elkeveredve növelik a redox-potenciált, ami több földi életforma ideális kémiai energiaforrása.

Az újabb vizsgálatok alapján a jégkéreg globálisan maximum 100 millió éves, ami fiatalnak számít (Földünkön a kontinensek többsége ennél idősebb, csak az óceáni aljzatok kora fiatalabb), míg az Europa felszíne mindenhol legfeljebb ilyen korú. A kutatók azonban éveken át nem találták a nyomát annak, hogyan tűnhetett el a jégpáncél öregebb része – nem mutatkoztak ugyanis a földi szubdukciós (alábukási) zónákhoz hasonló képződmények. Most a jégtáblákból összeállított hatalmas „puzzle” elemzésével „hiányzó sávok” nyomára bukkantak. Ezek a jégkéreg felolvadt részeit jelzik, amelyek nemrég tűntek el – igaz, a recirkuláció nem a földi alábukáshoz hasonlóan történt. A felismerés arra utal, hogy az óceán vize kémiailag aktív anyagokat tartalmaz, amelyek változatos környezetet biztosíthatnak esetleges biológiai jelenségekhez.

Folyékony víz nemcsak a jégpáncél alatti óceánban lehet, hanem esetenként magába a jégpáncélba is benyomulhat. Ebben az esetben a víz adott mélységben megreked, sótartalma részben kiválik (ún. eutektikus fagyás lép fel), a víz pedig kiterjedt „tólencsét” alkot. Ilyen képződmények lehetnek a felszíni összetört jégblokkokat tartalmazó, ún. „káoszterületek” alatt. Ezek a tólencsék viszonylag rövid élettartamúak, maximum egymillió évig maradnak meg – az élet kialakulásának ezért nem kedveznek, azonban az óceánból odajutott esetleges élőlények számára átmenetileg kedvező viszonyokat biztosíthatnak.

A Ganymedes felszíne
Fotó: NASA/JPL

A Ganymedes Jupiter-hold esetében kevésbé volt biztos a felszín alatti óceán léte – egészen mostanáig. A Hubble űrtávcső által a hold körüli, rendkívül ritka gázburokban megfigyelt sarki fény adott biztosabb információt. A sarki fények két gyűrűben mutatkoznak a hold két pólusa körül. A jelenséget a hold saját mágneses tere hozza létre, ami feltehetőleg a mélységi óceánban, az ott lévő oldott ionok áramlásával összefüggésben keletkezik. Ez kölcsönhatásba lép a Jupiter saját, sokkal erősebb mágneses terével, minek következtében a sarki fénygyűrű helyzete időnként eltolódik. Az eltolódás mértéke sokkal kisebb annál, mint amekkora egy mélységi óceán nélküli holdon lenne – eszerint a felszín alatt igen mélyen, mintegy 300 kilométerre vízréteg húzódik.

A Szaturnusz Enceladus holdjának „gejzírjellegű” anyagkilövellései a déli sarkvidékről vízgőzt, jégszilánkokat és egyéb anyagokat juttatnak az űrbe, 100-300 kg/s-os rátával. Az így kibocsátott 2-8 nanométeres, szilíciumban gazdag szemcséket a bolygó körül keringő Cassini űrszonda elemezte. Az apró szemcsék összetételét a pordetektor által mért becsapódások alapján sikerült meghatározni. Az elemzés arra utal, hogy a szemcséket hidrotermális aktivitás hozta létre egy óceánban. Az óceánba valószínűleg az Enceladus jégpáncélja alatt húzódó kőzetbelsőben áramló, alkáliákat tartalmazó és legalább 90 Celsius-fokos forró víz jut. Ez a hideg vízben szilikátoldattá válik, és ásványok válnak ki belőle. Az óceán vize egyébként gazdag nátriumban, továbbá karbonátok és metán is előfordul benne. Az óceánból induló és a jégpáncél repedésein áthaladó kilövellésekben megjelenő anyagok koncentrációja alapján az óceán vizében viszonylag sok oldott só lehet. A gravitációs mérések szerint a holdon, 30-40 kilométer mélyen a felszín alatt legalább lokális, de akár globális, mintegy 10 kilométer vastag vízréteg alkotta óceán is lehet.

Élet keresése exobolygókon
Az exobolygók – azaz Naprendszeren kívüli bolygók – kutatása során (főleg a Kepler űrtávcső mérései alapján) kiderült, hogy valószínűleg szinte minden csillag körül kering bolygó, méghozzá általában több is. Míg az exobolygók felfedezésének első éveiben főleg nagy, a Jupiterhez hasonló méretűeket azonosítottak, mára a kisebb objektumok vezetik a listát. Úgy tűnik, a Földhöz hasonló méretű és tömegű planéták gyakoriak a világegyetemben. A nagy számok törvénye alapján pedig sok keringhet közülük az adott csillag ún. „lakhatósági zónájában” (ahol tartósan létezhet folyékony víz a felszínen), ami a földiekhez hasonló, az élet keletkezését és fennmaradását lehetővé tevő körülmények kialakulását eredményezheti.

Fantáziarajz a J. Webb űrtávcsőről
Illusztráció:Northrop Grumman/NASA

Az elkövetkező időszak fő feladata már nem az exobolygók felfedezése, hanem részletesebb megismerése lesz – többek között a 2018-ban induló, 6,5 méteres tükörátmérőjű James Webb űrtávcső segítségével. Perspektivikus témakör az exobolygók légkörének elemzése, éghajlati viszonyaik megközelítő feltárása. Várhatóan több esetben sikerül majd vízgőzt is kimutatni a légkörükben. Utóbbi megfigyeléseket meteorológiai modellekkel összekapcsolva megbecsülhető, létezhet-e cseppfolyós halmazállapotú víz az adott égitesten. A légköri gázok elemzésekor a potenciálisan biogén (az élő szervezet felépítésében részt vevő kémiai elemek) eredetűeket, azok között is az ún. nem egyensúlyi viszonyban előfordulókat keresik majd. Ezek együttes kialakulásának biológiai ok nélkül igen kicsi az esélye – ilyen például az oxigén és metán jelenléte egy légkörben.

A még csak papíron létező, koronográffal (a napkorona tanulmányozására használt műszer, 1930-ban alkotta meg Bernard Lyot, francia csillagász) felszerelt űrtávcsövekkel közvetlenül is sok exobolygó vizsgálható lesz. A központi csillag fényét kitakarva könnyebben azonosíthatják a körülöttük keringő halvány égitesteket. A közvetlen képalkotással megörökített exobolygók tartós követése éghajlatuk elemzését, a felszíni jég vagy víz előfordulásának valószínűsítését teszi lehetővé.

A fentiek alapján indokoltnak tűnik a NASA bizakodása a közeljövőre vonatkozóan, amit a szakmai közösség nagyobb része is oszt – noha a kritikus felfedezés időpontjáról megoszlanak a vélemények.

Forrás: MTA

Hozzászólások

Sikeresen hazatért a NASA két űrhajósa

Sikeresen hazatért a NASA két űrhajósa

Az új, SpaceX által épített Crew Dragon űrhajó első legénysége az előző hónapokat a Nemzetközi Űrállomáson töltötte.

Beigazolódott egy 2017-es előrejelzés

Beigazolódott egy 2017-es előrejelzés

Egy kutatócsoport 2017-es tanulmányában arra a következtetésre jutott, hogy a kanadai sarkvidékhez tartozó Ellesmere-sziget Hazen-fennsíkja egyik öblénél 5 éven belül teljesen el fog tűnni a jégtakaró.

Megemelkedett a párizsi méz ólomtartalma a tűzvész után

Megemelkedett a párizsi méz ólomtartalma a tűzvész után

Megemelkedett ólomszintet mutattak ki azokban a mézmintákban, amelyeket a lángoló Notre-Dame-székesegyházból felszálló füst útjában lévő kaptárakból gyűjtöttek be három hónappal a 2019-es áprilisi tűzvész után.

2020. július asztrofotója: Üstökös Székelyföldön

2020. július asztrofotója: Üstökös Székelyföldön

Szívhez szóló képen a nyár meglepetéseként szolgáló csóvás égi vándor.

Július 30-án indulhat a NASA Mars-szondája

Július 30-án indulhat a NASA Mars-szondája

Az indításra alkalmas időszak ugyan augusztus közepéig tart, de ha semmi nem jön közbe, már most csütörtökön tanúi lehetünk a nagyszerű eseménynek.

National Geographic 2020. júliusi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket