초 망원경이 다가오고 있으며, 먼 세계의 대기를 직접 관찰 할 수있는 거대한 지상 및 우주 기반 관측소가 있습니다. 우리는 지구상에 생명이 있다는 것을 알고 있으며 대기는 이야기를 들려줍니다. 그래서 외계 행성에서도 같은 일을 할 수 있습니까? 그것은 지구상에 생명체가 존재한다는 것은 정말로 힘든 일이라는 것을 알려주는 단일 생체 서명, 대기 중의 화학 물질로 밝혀졌습니다.
인정해야했는데, 과거에는 이것으로 꽤 나빴습니다. 천문학 캐스트와 주간 우주 행 아웃의 오래된 에피소드에서 우주에 대한 안내서에서도 여기에 먼 세상의 분위기를 샘플링 할 수 있다면 인생이 있다면 신념으로 말할 수 있다고 말했습니다.
대기 나 메탄, 심지어 오염에서 오존을 탐지하면“인생이 있습니다”라고 말할 수 있습니다. 음, 미래 프레이저는 과거 프레이저를 수정하기 위해 여기에 있습니다. 나는 외계인을 찾는 것에 대한 그의 열렬한 열정에 감탄하지만, 항상 그렇듯이, 이전에 생각했던 것보다 상황이 더 어려워 질 것입니다.
우주 생물 학자들은 실제로 거기에 생명이 있다고 말할 수있는 하나의 흡연 총 생체 서명을 알아 내기 위해 고심하고 있습니다. 자연적인 과정이 우리를 속이는 영리한 방법을 가지고 있기 때문입니다.
잠재적 인 생체 서명은 무엇이고 왜 문제가 있으며, 그 확인을 위해 무엇이 필요할까요?
집과 가까운 세상, 화성부터 시작하겠습니다.
거의 20 년 동안 천문학 자들은 화성 대기에서 메탄 구름이 많이 감지되었습니다. 여기 지구상에서 메탄은 박테리아 나 방귀 소 같은 생물체에서 나옵니다. 또한 메탄은 햇빛에 의해 쉽게 분해되기 때문에 수십억 년 전에 남은 오래된 메탄은 아닙니다. 화성의 일부 프로세스는 지속적으로 보충합니다.
근데 뭐?
생명과 더불어 메탄은 암석이 온수와 상호 작용할 때 화산을 통해 자연스럽게 형성 될 수 있습니다.
NASA는 Spirit and Opportunity 로버와 함께이 질문의 맨 아래에 도달하려고했으나 호기심은 메탄의 근원을 찾기위한 도구를 가지고 있어야한다고 예상했습니다.
몇 달에 걸쳐, 호기심은 표면에서 메탄의 증가를 감지했지만 그로 인해 논쟁의 여지가 있습니다. 로버 자체가 메탄을 운반하고 있었고 주변 지역을 오염시킬 수있었습니다. 아마 그 메탄은 그 자체에서 나왔을 것입니다. 바위 같은 운석이 근처에 떨어져 가스를 방출하여 결과를 오염시킬 수도 있습니다.
유럽 우주국의 ExoMars 임무는 2016 년 10 월에 화성에 도착했습니다. Schiaparelli Lander는 파괴되었지만 Trace Gas Orbiter는 여행에서 살아남 았으며 화성의 대기를 상세하게 매핑하여 메탄을 배출 할 수있는 장소를 찾기 시작했습니다. 지금까지 결정적인 결과는 없습니다.
다시 말해, 화성에는 화성에서 메탄의 희미한 소리를 to 지 않도록 고안된 도구가 장착 된 화성 궤도 선과 착륙선이 있습니다.
화성에서 메탄 수준이 계절에 따라 오르락 내리는 것처럼 보이는 삶에 대한 흥미로운 힌트가 있지만, 우주 생물 학자들은 여전히 동의하지 않습니다.
특별한 주장에는 특별한 증거가 필요합니다.
일부 망원경은 이미 다른 별을 공전하는 행성의 대기를 측정 할 수 있습니다. 지난 10 년간 NASA의 Spitzer Space Telescope는 다양한 세계의 대기를 매핑 해 왔습니다. 예를 들어 다음은 뜨거운 목성 HD 189733b의 맵입니다.
. 이곳은 다른 행성의 분위기를 측정하기 위해 짜증이 나지만, 정말 훌륭합니다.
그들은 행성이 별을 지나가는 동안 별의 화학 물질을 측정하여이 위업을 수행 한 다음 행성이 없을 때 측정합니다. 그것은 행성이 파티에 가져 오는 화학 물질을 알려줍니다.
그들은 또한 HAT-P-26b의 대기를 측정 할 수 있었는데,이 별은 근처의 별을 공전하는 상대적으로 작은 해왕성 크기의 세계이며 지구의 대기에서 수증기를 발견 한 것에 놀랐습니다.
인생이 있다는 의미입니까? 우리가 지구상에서 물을 찾을 때마다 생명을 찾습니다. 아니, 당신은 인생을하지 않고 완전히 물을 얻을 수 있습니다.
NASA의 제임스 웹 우주 망원경은 2019 년에 출시 될 때이 대기 감지를 다음 단계로 끌어 올려 천문학 자들이 훨씬 더 높은 해상도로 더 많은 세계의 대기를 연구 할 수있게합니다.
Webb의 첫 번째 목표 중 하나는 붉은 색 왜성 별의 거주 지역에서 궤도를 도는 6 개의 행성을 가진 TRAPPIST-1 시스템입니다. Webb는 생명체의 오존, 메탄 및 기타 잠재적 생체 서명을 감지 할 수 있어야합니다.
먼 세상을보고 거기에 생명이 있는지 확실히 알려면 무엇이 필요할까요?
독일 항공 우주 센터 (German Aerospace Center)의 우주 생물 학자 존 리 그렌 펠 (John Lee Grenfell)은 최근에 외계 생명체의 생체 서명을 통해 보고서를 작성하고 다른 세계에서 생명의 징후가 될 가능성에 대해 검토했다.
첫 번째 목표는 분자 산소 또는 O2입니다. 지금 숨 쉬고 있어요 어쨌든 모든 호흡의 21 %가 산소는 다른 세계의 대기권에서 수천년 동안 지속될 것입니다.
지구에서 광합성에 의해 생성되지만, 세계가 별에 의해 타격을 받고 대기를 잃으면 수소가 우주로 날아가서 분자 산소가 남아있을 수 있습니다. 다시 말해, 어느 쪽이든 확신 할 수 없습니다.
오존, 일명 O3는 어떻습니까? 대기 중의 화학 공정을 통해 O2가 O3로 변환됩니다. 좋은 후보처럼 들리지만 문제는 오존을 생성 할 수있는 자연적인 과정이 있다는 것입니다. 금성에는 화성에 오존층이 있으며 태양계의 얼음 달 주위에서도 발견되었습니다.
웃음 가스라고도하는 아산화 질소가 있습니다. 토양에서 박테리아에 의해 생성되어 지구의 질소 순환에 기여합니다. 좋은 소식이 있습니다. 지구는 태양계에서 대기 중에 아산화 질소가있는 유일한 세계인 것 같습니다.
그러나 과학자들은 황이 풍부한 바다가 지구의 질소와 상호 작용할 때 지구 초기 역사에서이 화학 물질이 어떻게 생성 될 수 있는지에 대한 모델을 개발했습니다. 실제로 금성과 화성은 모두 비슷한주기를 겪었을 수 있습니다.
다시 말해, 당신은 삶을보고 있거나 어린 행성을보고있을 수 있습니다.
그리고 우리가 이야기하는 데 많은 시간을 소비 한 메탄이 있습니다. 제가 언급했듯이 여기 지구상에 생명체가 생산하는 메탄이 있지만, 화성에도 있고, 타이탄에는 액체 메탄이 있습니다.
우주 생물 학자들은 에탄, 이소프렌과 같은 다른 탄화수소를 제안했지만 이것들도 자체 문제가 있습니다.
진보 된 문명에서 배출되는 오염 물질은 어떻습니까? 우주 생물 학자들은 이것을“기술적 특징”이라고하며, 클로로 플루오로 카본 또는 핵 낙진과 같은 것들을 포함 할 수 있습니다. 그러나이 화학 물질들은 몇 년 전에 빛을 감지하기가 어려울 것입니다.
천문학 자들은 기준선을 설정하기 위해 죽은 지구를 찾아야한다고 제안했습니다. 이들은 거주 가능한 지역에 위치한 세계 일 것이지만 분명히 인생은 결코 가지지 못했습니다. 단지 바위, 물 그리고 생물학적으로 만들어지지 않은 분위기.
문제는 아마도 세상이 죽었다는 것을 확인할 수있는 방법조차 알 수 없다는 것입니다. 이산화탄소와 같이 대기 중에 나타날 것으로 예상되는 화학 물질은 바다에 흡수 될 수 있으므로 부정적인 확인조차 할 수 없습니다.
한 가지 방법은 스캔 대기를 전혀 포함하지 않을 수도 있습니다. 지구상의 식생은 700-750 나노 미터 영역에서 매우 특정한 파장의 빛을 반사합니다. 우주 생물 학자들은 이것을“빨간 가장자리”라고 부릅니다. 왜냐하면 다른 표면에 비해 반사율이 5 배 증가하기 때문입니다.
오늘날 망원경을 가지고 있지는 않지만, 행성의 빛이 근처의 달에 어떻게 반사되는지 분석하는 것과 같은 정말 영리한 아이디어가 있습니다. 외계 행성 지구를 찾고 있습니다.
사실, 지구의 초기 역사로 돌아 가면, Archaean 박테리아 때문에 더 자주색으로 보였을 것입니다.
우주선과 지상 관측소 전체가 온라인으로 제공되어이 질문에 더욱 도움이 될 것입니다.
ESA의 가이아 임무는 은하수에서 별의 1 %를 매핑하고 특성화하여 어떤 종류의 별이 있는지 알려줄뿐 아니라 수천 개의 행성을 탐지하여 추가 관찰을 할 것입니다.
TESS (Transiting Exoplanet Space Survey)는 2018 년에 시작되며 인근의 지구 크기 및 더 큰 외계 행성을 모두 찾을 것입니다.
PLATO 2 임무는 거주 지역에서 바위 같은 세계를 찾을 것이며 James Webb은 그들의 대기를 연구 할 수있을 것입니다. 우리는 또한 2030 년대에 온라인으로 올 수있는 거대한 루보 이어 망원경에 대해 이야기했고,이 관측치를 한 단계 더 발전 시켰습니다.
그리고 작품에는 더 많은 공간과 지상 관측소가 있습니다.
이 다음 망원경이 온라인에 등장하면서 다른 별을 공전하는 지구 크기의 세계의 분위기를 직접 측정 할 수있는 우주 비행사들은 생명체의 명확한 표시를 제공하는 생체 서명을 찾기 위해 고심하고 있습니다.
확실하지 않고, 우리가보고있는 것을 이해하기 위해 같은 투쟁을 할 것 같습니다. 천문학 자들은 서로 의견이 맞지 않아 미해결 문제에 답할 수있는 새로운 기술과 새로운 도구를 개발할 것입니다.
시간이 좀 걸리고 불확실성은 다루기가 힘들 것입니다. 그러나 이것은 아마도 누군가가 물을 수있는 가장 중요한 과학적 질문 일 것입니다. 우리는 우주에서 혼자입니까?
대답은 기다릴만한 가치가 있습니다.
출처 : John Lee Grenfell : 외계 행성 생체의 검토.
킴벌리 까르띠에 박사에게이 논문을 지시 해 주신 모자 팁. EOS Magazine에서 그녀의 작업을 따르십시오.
