Vain kymmenen vuotta, ja tutkijat osaavat kertoa missä elinkelpoinen eksoplaneetta lymyää

Vesa Vanhalakka, Aamulehti Lisa Kaltenegger nauraa ääneen, kun utelen häneltä, kuinka monta aurinkokunnan ulkopuolella lymyävää eksoplaneettaa hän on löytänyt. - En ainuttakaan. En ole planeettametsästäjä. Minä selvitän, mitkä muiden löytämistä planeetoista ovat elinkelpoisia. Tapaamme Kalteneggerin kanssa Yhdysvaltain AAAS-tiedeviikolla San Josessa pidetyn seminaarin jälkeen. Siellä maailman johtavat eksoplaneettatutkijat ovat kertoneet, missä vieraan elämän metsästämisessä mennään. Kaltenegger johtaa Carl Sagan -instituuttia Cornellin yliopistossa New Yorkissa. Instituutti tutkii planeettoja ja planeettajärjestelmiä. Siellä kootaan myös tietokantaa elämän biologisista sormenjäljistä. Ne kertovat, mitkä löydetyistä eksoplaneetoista ovat elinkelpoisia. Kaltenegger innostui maapallon ulkopuolisesta elämästä, kun ensimmäiset eksoplaneetat oli löydetty 1990-luvun puolivälissä. Kaltenegger aloitti tähtitieteen opinnot 1995. Samana vuonna ilmoitettiin, että ensimmäinen aurinkokunnan ulkopuolinen eksoplaneetta on löytynyt. Kaltenegger on erikoistunut eksoplaneettojen kaasukehämalleihin. Elämän sormenjälkien lisäksi hän on kehittänyt valovuosien päässä lymyäviltä eksoplaneetoilta elämän merkkejä nuuhkivia tutkimuslaitteita. - Ensimmäisen kerran ihmiskunnan historiassa olemme tilanteessa meillä on käsissämme työkalut, joiden avulla voimme oikeasti nähdä, onko joku planeetta elinkelpoinen. Tämä ei ole pikkujuttu. - Jos löydämme elämän sormenjäljen joltakin aurinkokunnan ulkopuoliselta eksoplaneetalta, mullistaa se kaiken. JSWT-teleskooppi lähtee nuuhkimaan elämän merkkejä Kaltenegger on innoissaan, sillä parinkymmenen vuoden työ lähestyy huipennustaan. Vuonna 2018 matkaan lähtee avaruusteleskooppi Hubblen seuraaja James Webb -avaruusteleskooppi JWST. Se kantaa tutkimuslaitetta, joka nuuhkii eksoplaneettojen kaasukehän biosormenjälkiä. Kaltenegger on ollut suunnittelemassa sitä. - Ei se itse elämää näe, mutta se aistii kaasukehästä jälkiä, jotka perustuvat siihen, mitä me elämästä nyt tiedämme. Kun tähden valo läpäisee planeetan kaasukehän, kaasukehän molekyylit imevät valoa. Kun valoa verrataan ennen ja jälkeen sen osumista kaasukehään, nähdään, mitä kaasukehä pitää sisällään. Kiinnostavia ovat yhdisteet, jotka katoavat, jos joku elävä eliö ei tee niitä lisää. Carl Sagan -instituutissa on jo hyvä kokoelma erilaisista elämän sormenjäljistä, joita eksoplaneetoilta etsitään. Ne ovat yhdistelmiä alkuaineista ja molekyyleistä. Jotkut ovat samanlaisia kuin oli nuorella maapallolla. Jotkut ovat samankaltaisia kuin maapallo antaa nyt. Jotkut kuvaavat äärielämää eli elämää, jollaista maapallolla on hyvin vähän. Osa on sellaisia, joita maapallolla ei ole lainkaan. Tietokantaan karttuu koko ajan uusia sormenjälkiä. - Sen avulla näemme, kuinka maan kaltaisia löydetyt eksot ovat. Sitten valitsemme planeetat, jotka tutkimme tarkemmin. Neljännesvuosisata sitten ei ollut löydetty ainuttakaan eksoplaneettaa. Moni uskoi, että maapallo on ainoa elinkelpoinen planeetta maailmankaikkeudessa. Nyt tiedetään, että planeettoja on valtavasti. Varmistettuja eksoplaneettoja on jo pari tuhatta. Varmistamattomia tuhansia lisää. Uusia löytyy melkein joka päivä. Yhdysvaltain tiedeviikolla järjestetyssä seminaarissa alan pioneerit korostivat, että löytyneiden eksoplaneettojen kirjo on lyönyt heidät kaikki ällikällä. Ennen ajateltiin, että elämää voi olla vain maapallon mahdollisimman tarkalla kopiolla ja hyvin samankaltaisessa järjestelmässä kuin oma aurinkokuntamme. Planeettojen pitäisi olla samanlaisia ja niiden pitäisi kiertää Aurinkoa samassa järjestyksessä kuin kotikulmillamme. Nyt tiedetään, että planeetat voivat olla hyvin erilaisia kuin aurinkokuntamme planeetat. Ne voivat kiertää emotähteään eri etäisyyksillä ja erilaisessa järjestyksessä kuin omat planeettamme. Tiedeviikon puheissa korostettiin, että maapallo ei välttämättä ole edes paras mahdollinen elämän kehto. Elämän syntymisen mahdollisuudet saattavat olla maapalloa paremmat paikoissa, jotka ovat hyvin erilaisia kuin Maa. Punainen kääpiötähti ja sitä kiertävä supermaapallo Yksi vaihtoehto on supermaapallo, joka kiertää Aurinkoa pienempää ja himmeämpää emotähteä, punaista kääpiötä. Supermaapallo on kahdesta kymmeneen kertaa Maan massainen planeetta. Supermaapallo saattaa olla jopa kaikista yleisin planeettatyyppi. Sellaista ei omassa aurinkokunnassamme ole. Siksi aurinkokunta ja maapallo ovat pikemminkin poikkeus kuin vakio elinkelpoisen planeetan elinympäristöksi. Kanadan Ontariossa McMaster-yliopistossa työskentelevä René Heller on mallintanut supermaapalloja. Tammikuussa Heller kirjoitti Scientific American -lehdessä, että koska emotähti on pienempi ja himmeämpi, se elää pitempään. Siksi sitä kiertävällä supermaapallolla elämälle jää paljon enemmän aikaa kehittyä kuin Maassa. Supermaat voivat olla paljon vanhempia kuin koko aurinkokunta. Niissä elämä saattaa olla syntynyt jo miljardeja vuosia ennen kuin ensimmäinen elämän molekyyli sikisi maapallolla. Heller arvelee elinkelpoisen supermaapallon olevan pinnaltaan Maata tasaisempi, sillä eroosio siellä on voimakkaampaa kuin Maassa. Meret eivät ole yhtä syviä ja saaria on enemmän. Myös maankuoren rakenne tukee elämää: tulivuoret pöllähtelevät ja hiilikierto toimii. Maapallolla elämän monimuotoisuus on runsaampaa matalilla rannikkoalueilla kuin syvissä vesissä. Runsaat saaret puolestaan pakottavat monipuoliseen evoluutioon. "Elämää on varmasti myös jossain muualla" Vaikka elämän etsinnän pääkohde on yhä maapallon kaksonen, Lisa Kalteneggerin Carl Sagan -instituutissa ollaan myös erittäin kiinnostuneita supermaapalloista. Tähtäimessä ovat lisäksi Maata pienemmät miniplaneetat. James Webb -avaruusteleskoopin ohella Kaltenegger odottaa vesi kielellä Chileen Cerro Armazones -vuoren huipulle yli 3 000 metrin korkeuteen rakennettavaa E-ELT-jättiteleskooppia. Sen on määrä toimia 2024. Kuinka pitkään kestää, että saamme tiedon elämän löytymisestä vieraalta planeetalta? - Jos JWST ja E-ELT löytävät lupaavia ehdokkaita, niin uskon, että viimeistään 2030-luvulla saamme matkaan laitteen, jonka avulla eksoplaneetan kaasukehä voidaan lukea niin tarkkaan, että pystymme varmistamaan elämän olemassaolon aurinkokunnan ulkopuolella. Kaltenegger on kuitenkin aika varma siitä, että jo kymmenen vuoden sisällä tutkijat osaavat hyvin suurella todennäköisyydellä kertoa, missä tuo toinen elinkelpoinen planeetta, maapallo 2.0, sijaitsee. - Haluan todella nähdä eksoplaneetan kaasukehässä sormenjäljen, jota ei voi selittää mitenkään muuten kuin että se on jonkinlaisen elämän tuottama. Kalteneggeristä olisi todella outoa, jos ainoat elävät eliöt maailmankaikkeudessa olisivat Maassa. Jo pelkkä eksoplaneettojen valtava määrä sotii sitä vastaan. - Elämää on varmasti jossain. Mielenkiintoinen kysymys on: kuinka kehittynyttä se on? EDIT 21.1.2016: Korjattu korkeus, kun jutun lopussa puhutaan Cerro Armazones -vuoresta: 3 000 kilometriä muutettu 3 000 metriä. Linnunradassa arvellaan olevan ainakin 100 miljardia aurinkokunnan ulkopuolista eksoplaneettaa. Niitä voi olla jopa paljon enemmän. Elämän vyöhykkeellä on arviolta miljardi planeettaa. Planeettojen ympärillä voi lisäksi olla moninkertainen määrä kuita. Fakta 100 000 000 000 Linnunradassa on satoja miljardeja tähtiä. Linnunradassa arvellaan olevan ainakin 100 miljardia aurinkokunnan ulkopuolista eksoplaneettaa. Niitä voi olla jopa paljon enemmän. Elämän vyöhykkeellä on arviolta miljardi planeettaa. Planeettojen ympärillä voi lisäksi olla moninkertainen määrä kuita. 1995 Ensimmäinen Auringon kaltaista tähteä kiertävä eksoplaneetta, 51 Pegasi b, löydettiin vuonna 1995. Niiden lisäksi vahvistamattomia eksoplaneettahavaintoja on 4 700. 1 978 Marraskuussa 2015 vahvistettuja eksoplaneettoja oli 1 978. Niiden lisäksi vahvistamattomia eksoplaneettahavaintoja on 4 700. Lähteet: Nature (19.11.2015), Nasa Exoplanet Archive, Ursa Ei ole vain yhtä vyöhykettä, missä elämää voi syntyä Vesa Vanhalakka Maapallo on ollut ihanteellinen paikka synnyttää elämä. Planeetta on sopivan kokoinen, ja sen kaasukehä suosii elinkelpoisuutta. Maankuoren rakenne tukee elämän ainesten kiertoa. Täällä on meriä, mantereita ja saaria, joten elämä on voinut lipua merestä maalle. Magneettikenttä suojelee eliökehää avaruuden säteilyltä. Emotähti Aurinko on loistanut tasaisesti miljardeja vuosia. Planeetta on sopivan kokoinen, ja sen kaasukehä suosii elinkelpoisuutta. Maankuoren rakenne tukee elämän ainesten kiertoa. Täällä on meriä, mantereita ja saaria, joten elämä on voinut lipua merestä maalle. Magneettikenttä suojelee eliökehää avaruuden säteilyltä. Maapallo sijaitsee myös elämänvyöhykkeellä: juuri sopivalla etäisyydellä emotähdestä Auringosta. Jos planeetta kiertää liian lähellä emotähteä, on liian kuuma, ja vesi haihtuu. Jos planeetta kiertää tähteä liian kaukana, on liian kylmä, ja vesi jäätyy. Elämänvyöhyke on tähden ympärillä oleva kaistale, jolla tähteä kiertävällä planeetalla voi esiintyä vettä nestemäisessä muodossa. Jos planeetta kiertää liian lähellä emotähteä, on liian kuuma, ja vesi haihtuu. Jos planeetta kiertää tähteä liian kaukana, on liian kylmä, ja vesi jäätyy. - Liian kylmä ei toki tarkoita sitä, etteikö elämää voisi olla paksun jääkerroksen alla olevassa meressä. Emme vain pääse kurkistamaan jään alle, sanoo eksoplaneettojen tutkimukseen erikoistunutta Carl Sagan -instituuttia johtava Lisa Kaltenegger. Maan elämänvyöhyke köllöttää Venuksen ja Marsin välisellä vyöhykkeellä. Maapallo valuu pois Elämänvyöhyke ei ole kaikilla planeetoilla samanlaisella tähteä ympäröivällä kehällä. Sen etäisyys tähdestä ja sen paksuus vaihtelevat. Maan elämänvyöhyke köllöttää Venuksen ja Marsin välisellä vyöhykkeellä. Kun elämä maapallolla syntyi nelisen miljardia vuotta sitten, planeettamme killitti keskellä elämänvyöhykettä. Kun Aurinko on ikääntyessään kirkastunut, elämänvyöhyke on etääntynyt tähdestä, ja Maa on valunut elämänvyöhykkeensä sisäreunaan. Koska elämänvyöhyke erilaisilla tähdillä ja planeetoilla voi olla erilainen, tutkijat tietävät, että heidän kannattaa etsiä elämän merkkejä myös sellaisilta aurinkokunnan ulkopuolisilta eksoplaneetoilta, jotka ovat maapallolle sopivan elämänvyöhykkeen rajamailla. Lisäksi elinkelpoisuuteen vaikuttavat planeetan kaasukehän paksuus ja koostumus. Myös tähden koostumus määrittää, missä ja millainen elämänvyöhyke on. Lisäksi elinkelpoisuuteen vaikuttavat planeetan kaasukehän paksuus ja koostumus. Kalteneggerin mukaan elämänvyöhykkeen käsitteen laajeneminen on antanut aurinkokunnan ulkopuolisen elämän etsijöille paljon uusia mahdollisuuksia saalistaa elämän merkkejä. Vaikka maapallon kaltainen ja kokoinen planeetta samanlaisella elämänvyöhykkeellä on yhä etsintöjen pääkohde, eksometsästäjien tähtäimessä ovat nyt myös erilaisella elämänkaistalla tähtien ympärillä vaeltavat maapallosta poikkeavat planeetat. Vauva- ja supermaapallot - Emme enää etsi pelkästään saman ikäisiä planeettoja kuin Maa. Yritämme löytää myös vauvamaapalloja, planeettoja, joilla voisi olla samankaltaista elämää kuin maapallolla oli esimerkiksi 2,5 miljardia vuotta sitten. Kun supermaan emotähti on Aurinkoa himmeämpi, sen elämänvyöhyke voi sijaita Maata lähempänä keskustähteä. Vauvamaapallojen lisäksi eksotutkijoita kiinnostavat supermaat. Ne ovat 2 - 10 kertaa maapallon massaisia planeettoja. Kun supermaan emotähti on Aurinkoa himmeämpi, sen elämänvyöhyke voi sijaita Maata lähempänä keskustähteä. Kalteneggerin mukaan elämän merkkien etsijät ottavat nykyään huomioon myös evoluution elämän sormenjälkeen aiheuttamat muutokset. Lisäksi huomioidaan planeettojen geologisissa ominaisuuksissa tapahtuvia muutoksia. Elämän palapeliin on ilmaantunut monta uutta palasta. Ei ole vain yhtä elämän sormenjälkeä. Elämän sormenjäljet muuttuvat koko ajan sen mukaan, minkä ikäisiä planeetta ja sen emotähti ovat. - Eksoplaneetat ovat paljastuneet paljon erilaisemmaksi kuin niiden luultiin olevan. Elämän palapeliin on ilmaantunut monta uutta palasta. Ei ole vain yhtä elämän sormenjälkeä. Elämän sormenjäljet muuttuvat koko ajan sen mukaan, minkä ikäisiä planeetta ja sen emotähti ovat.


← Arkistoon

Tämä juttu on vanhan sivustomme juttu. Se saattaa olla puutteellinen sisällöltään. Pahoittelemme. Tutustu uusimpiin juttuihimme etusivulla

Pääaiheet