Tajemnica egzoplanet. Jak badacze poszukują pozaziemskich form życia

Czy istnieje życie poza Ziemią? 99,7 proc. prawdopodobieństwa to bardzo dużo, jednak aby badacze mogli udzielić jednoznacznej odpowiedzi, konieczne jest uzyskanie prawdopodobieństwa na poziomie 99,99999 proc. Zdaniem prof. Nikku Madhusudhana, odpowiedzialnego za badania atmosfery K2-18b, może to zająć do dwóch lat.

Mimo tego niepotwierdzone, ale bardzo wysokie prawdopodobieństwo odkrycia pozaziemskiego życia wydaje się spełnieniem przewidywań Lisy Kaltenegger.

Nie ma w tym przypadku. Dzięki dostępowi do narzędzi takich jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba możliwości badania wszechświata wzrosły na tyle, by z dużym prawdopodobieństwem typować planety, na których mogło powstać i przetrwać życie.

Na liście potencjalnych siedlisk kosmicznego życia, obok m.in. planety TRAPPIST-1e, znajdowała się także K2-18b. Co konkretnie na niej odnaleziono?

Związkami, które budzą nadzieje świata nauki, są siarczek dimetylu i disiarczek dimetylu, które na Ziemi są wytwarzane przez bakterie i morski fitoplankton.

Entuzjazm odkrywców studzi jednak prof. Catherine Heymans z Uniwersytetu Edynburskiego:

Jednym z założeń przyjętych przez badaczy jest korelacja istnienia życia i ciekłej wody. Przyjmuje się, że sama obecność wody w stanie ciekłym nie gwarantuje powstania życia, ale – aby ono powstało i mogło się rozwijać – woda jest potrzebna.

Dość mocno zawęża to warunki, w jakich – według przyjętych założeń – życie w kosmosie może powstać: poszukiwania są skupione na egzoplanetach znajdujących się w tzw. pasie życia, czyli takiej odległości od gwiazdy, by temperatura i panujące na nich warunki pozwalały na istnienie płynnej wody.

Egzoplanety – czyli planety znajdujące się poza Układem Słonecznym – budzą wielkie nadzieje nauki. Jeszcze 40 lat temu nie znaliśmy ani jednej, choć wielu badaczy przypuszczało, że mogą istnieć.

Wątpliwości rozwiał Polak Aleksander Wolszczan, który wraz z Dale Frailem w 1992 roku dokonał w astronomii drugiego przewrotu kopernikańskiego ogłaszając odkrycie dwóch planet (i trzeciej prawdopodobnie) krążących wokół pulsara PSR 1257+12.

Od tamtego czasu lista odkrywanych egzoplanet rośnie w bardzo szybkim tempie: w 2017 roku znano ich ponad 2 tys., a do roku 2024 astronomowie zdołali zidentyfikować ponad 7 tys. planet poza naszym układem gwiezdnym i możemy być pewni, że z każdym rokiem liczba ta będzie się znacząco zwiększać.

Od 1 do 2 proc. odkrytych egzoplanet może znajdować się w "strefie życia", więc ekscytacja badaczy wszechświata jest uzasadniona – już teraz liczba planet, które mogą zasługiwać na miano "drugiej Ziemi", sięga dziesiątek i będzie rosnąć. A wraz z nią szansa, że na którejś istnieje życie.

Próbę odpowiedzi na pytanie, co z tego wynika, przedstawił w latach 60. XX wieku amerykański astronom Francis Drake, który sformułował tzw. równanie Drake’a.

To wzór, który uwzględnia tempo powstawania gwiazd, szanse na zaistnienie układów planetarnych i planet sprzyjających powstawaniu życia, a także jego ewolucję od prostych do złożonych, a w końcu inteligentnych form zdolnych do międzyplanetarnej komunikacji.

Problem w tym, że z równania Drake’a – przy przyjęciu najbardziej pesymistycznych założeń – wyłania się liczba 250 tys. kosmicznych cywilizacji zdolnych do nawiązania kontaktu. Tymczasem żaden kontakt nie następuje.

Paradoks ten, czyli statystycznie wysokie prawdopodobieństwo istnienia pozaziemskiego życia, a zarazem – do niedawna – brak dowodów na możliwość jego istnienia trafnie podsumował przed laty włoski fizyk Enrico Fermi. Słynny paradoks Fermiego można sprowadzić do pytania: gdzie oni są?

Odpowiedzi może być bardzo wiele, a założenia naukowców na zrozumiały i atrakcyjny język przekłada popkultura.

Przykładem może być Liu Cixin, autor bestselleru "Ciemny las". Teoria ciemnego lasu zakłada, że brak kontaktu jest jedną ze strategii przetrwania w potencjalnie wrogim środowisku. Kosmos jest pełen inteligentnego życia, ale jego przedstawiciele – właśnie dlatego, że są inteligentni – nie chwalą się swoim istnieniem.

Teoria ta stoi w sprzeczności z dotychczasowymi działaniami ludzkości. NASA wysłała już w kosmos szczegółowe informacje na temat Ziemi, jej mieszkańców, a także sposobu jej zlokalizowania w bezkresnym wszechświecie. Kompendium wiedzy o Ziemi znajduje się na dyskach przenoszonych przez dwie sondy Voyager, a także – w okrojonej formie – na płytkach, przymocowanych do sond Pioneer 10 i Pioneer 11.

Są również hipotezy zakładające, że obce cywilizacje – o ile istnieją – mogą stać na tak wysokim poziomie rozwoju, że ich próby kontaktu są dla nas niewidoczne lub niezrozumiałe. Nawiązali do tego choćby bracia Strugaccy, którzy w "Pikniku na skraju drogi" postawili tezę, że obce cywilizacje odwiedzają Ziemię regularnie, ale pozostałości po ich wizytach są dla Ziemian równie abstrakcyjne i niezrozumiałe, jak pozostałości po pikniku dla mrówek.

W tym właśnie kierunku zmierzają badania prowadzone przez SETI Institute, Uniwersytet Kalifornijski w Davis i Fundację Alaska Whale nad komunikacją z humbakami. Udane próby międzygatunkowej wymiany prostych komunikatów, potwierdzone w 2023 roku, mają stworzyć podwaliny pod ewentualną, przyszłą komunikację z pozaziemską cywilizacją.

Zwłaszcza, że badacze wszechświata – obok analizy budowy geologicznej czy składu ewentualnej atmosfery egzoplanet – poszukują także bardziej jednoznacznych sygnałów: komunikatów radiowych, wszelkiego rodzaju emisji, zmian jasności, niewytłumaczalnych zakłóceń w ruchach planet czy jasności odległych gwiazd.

Na razie – mimo dziesiątek lat starań, ambitnych programów, jak SETI czy zarejestrowania niewytłumaczalnych sygnałów jak sygnał WOW! – bez powodzenia.

Dlatego odkrycie życia na K2-18b może być tak przełomowe. Może, bo – warto o tym pamiętać – rzetelność badaczy powstrzymuje ich przed jednoznacznymi stwierdzeniami, a uzyskane wyniki badań wymagają jeszcze potwierdzenia. Na zmianę komunikatu o wysokim prawdopodobieństwie na jednoznaczne stwierdzenie "odkryliśmy życie poza Ziemią" musimy jeszcze poczekać.