Odsłonięte: setki miliardów gwiazd. Teraz znajdźmy ją na całe życie | Louisa Preston

Tjego tydzień i Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba Przeszło do historii, okazało się, że jest najpotężniejszym obserwatorium kosmicznym, jakie kiedykolwiek stworzyła ludzkość i odsłania maleńki skrawek rozległego wszechświata wokół nas w zdumiewających szczegółach. Astronomowie na całym świecie okazywali radość w powodziach łez i zagubionych słów. Astrobiolodzy tacy jak ja, którzy badają pochodzenie, ewolucję, rozmieszczenie i przyszłość życia we wszechświecie, również byli bardzo podekscytowani. Ujawniając obrazy galaktyk z zarania dziejów oraz dane chemiczne atmosfer planetarnych, JWST może pomóc nam odpowiedzieć na jedno z najstarszych pytań ludzkości: czy jesteśmy sami we wszechświecie?

Pierwszym opublikowanym oszałamiającym zdjęciem była gromada galaktyk SMACS 0723, znana jako Pierwsze Głębokie Pole Webba. To zdjęcie obejmuje skrawek nieba mniej więcej wielkości ziarenka piasku, który ktoś trzyma na Ziemi na wyciągnięcie ręki – a jednak jest zatłoczony galaktykami, dosłownie tysiącami. W każdej galaktyce może znajdować się średnio 100 miliardów gwiazd, każda z rodziną planet i księżyców krążących wokół niej.

Biorąc pod uwagę fakt, że tylko w naszym Układzie Słonecznym mamy wiele nadających się do zamieszkania (Ziemia) lub potencjalnie nadających się do zamieszkania światów (Mars, Europa, Enceladus, Tytan), szanse na znalezienie tam innych planet lub księżyców z potencjałem do prowadzenia życia, jak wiemy, wzrosła wykładniczo.podwójnie. Wszechświat jest ich prawdopodobnie pełen.

Użycie innego instrumentu zwanego MIRI (Instrument średniej podczerwieni) w tym samym widoku ujawnia więcej o naturze tych gwiazd i galaktyk. Niektóre wydają się niebieskie, ponieważ nie ma dużo pyłu i starszych gwiazd, podczas gdy inne obiekty, prawdopodobnie galaktyki, wydają się czerwone, ponieważ są pokryte pyłem. Dla mnie najbardziej ekscytujące galaktyki mają teraz kolor zielony. Kolor zielony wskazuje, że pył w tych galaktykach zawiera mieszaninę węglowodorów i innych związków chemicznych – podstawowych chemicznych elementów budulcowych życia. ]

Zespół wydał również spektrofotometr na podczerwień wykonany za pomocą Precyzyjny czujnik naprowadzania, termowizor w bliskiej podczerwieni, spektrofotometr bez szczeliny (FGS-NIRISS) Instrument, który analizował światło gwiazd przechodzące przez atmosferę osa 96 b, gorąca planeta podobna do Jowisza odległa o 1150 lat świetlnych, okrążająca swoją gwiazdę bliżej swojej gwiazdy niż Merkury względem naszego Słońca. Ten zestaw falistych linii ujawnił nam obecność pary wodnej w jej atmosferze (planeta jest zbyt gorąca na temperaturę wody w stanie ciekłym). To ekscytujące odkrycie, a teraz naprawdę zaczyna się praca detektywistyczna, gdy szukamy mniejszych, skalistych planet w nadziei na znalezienie światów, w których warunki są odpowiednie do życia.

Jak to zrobimy? Poszukujemy atmosfer podobnych do Ziemi, zdominowanych przez azot, dwutlenek węgla i wodę, ponieważ atmosfera podobna do Ziemi jest z definicji naszym złotym standardem życia. Ale atmosfera ziemska w całej historii życia nie zawsze kształtowała się w ten sposób i jesteśmy pewni, że inne mieszaniny atmosferyczne mogą tworzyć nadające się do zamieszkania światy. Nazywamy to „oznakami zamieszkania” i obejmują one również błyski światła odbijające się od oceanów oraz efekty roślinności.

Astrobiolodzy poszukują również gazów z biosygnaturą w tych odległych atmosferach egzoplanet – gazów wskazujących na aktywność biologiczną. Na przykład tlen jest dominującym gazem we współczesnej atmosferze ziemskiej, a większość z niego powstaje w wyniku fotosyntezy. Ponadto dominującym źródłem metanu w naszej atmosferze jest metanogeneza, starożytna forma metabolizmu niektórych mikroorganizmów. Muszę tu powiedzieć, że rozpoznanie oczywistych odcisków palców życia nie będzie łatwe. Wiele z nich ma źródła abiotyczne (nieożywione), jak również źródła biologiczne; Może to być spowodowane przez wulkany, interakcje wody i skał, a nawet działalność człowieka.

Przynajmniej na razie jest prawdopodobne, że wykrywalne są tylko biometryczne odciski palców, które mają globalny i planetarny wpływ. Jednak odkrycie oznak życia lub gazów biosygnaturowych za pomocą JWST wystarczyłoby, aby skłonić nas do zatrzymania się i głębszego zbadania zaangażowanych sfer. I to jest w tej chwili więcej niż ekscytujące.

JWST już w ciągu kilku dni zmienił sposób, w jaki patrzymy na wszechświat i otworzy nam oczy w przyszłości na chemiczną i, jeśli mamy szczęście, biologiczną strukturę innych światów. Być może w końcu będziemy mieli dowody na to, że życie jest mniej lub bardziej uniwersalne i, jak zawsze myślałem, że tak naprawdę nie byliśmy sami.