Vis detaliau tyrinėjame planetų atmosferas ir pradedame susidaryti vaizdą apie jų dienos ir nakties skirtumus, kuris galbūt atves iki primityvių žemėlapių sudarymo. Viena, ko dar neradome, nors labai norėtume, tai gyvybės, ypač technologinės, požymių – biopėdsakų ir technopėdsakų. Kur geriausia jų ieškoti? Atsakymų į šį klausimą gali būti daug, žiūrint kokius kriterijus laikome prioritetiniais. Viena paieškų strategija galėtų būti taikytis į tas žvaigždžių sistemas, kurių gyventojai – jei tokių yra – galėtų pamatyti mus. O kur yra tokios žvaigždės? Apie jas ir kviečiu skaityti žemiau.
Dauguma egzoplanetų aptiktos tranzitų metodu – stebint, kaip pritemsta žvaigždė, kai planeta praskrieja tarp jos ir mūsų. Tad galima tikėtis, kad kita civilizacija, pasiekusi panašų išsivystimo lygį, kaip mes, irgi galėtų ieškoti kitų planetų šiuo būdu. Taigi, paprasčiausias būdas išsiaiškinti, kas mus galėtų matyti, būtų rasti žvaigždes, iš kurių stebint Žemė reguliariai kerta Saulės diską. Vadinamąją „Žemės tranzitų zoną“ apskaičiuoti labai paprasta – tereikia paimti Žemės orbitos plokštumą ir pratęsti ją tolyn į Galaktikos platybes. Aišku, svarbu ne vien pati plokštuma, bet ir zonos „storis“ – kiek toli nuo pratęstos ekliptikos gali būti stebėtojas, kad matytų Žemės tranzitus.
Jei kalbame apie bet kokius tranzitus, šis storis siekia truputėlį daugiau nei pusę laipsnio. Artimiausios žvaigždės, Kentauro Proksimos, atstumu tai atitiktų kiek daugiau nei 2000 astronominių vienetų (vidutinių atstumų tarp Saulės ir Žemės).
Tiesa, Kentauro Proksima nepatenka į Žemės tranzitų zoną. Kiloparseko atstumu zona išsiplečia iki beveik dešimties parsekų. Iš kitos pusės, logiškiau nagrinėti maždaug dvigubai siauresnį regioną, kuriame esantys stebėtojai matytų tranzitus, Žemei kertant ne tik Saulės disko pakraštį, tačiau priartėjant bent jau per pusę atstumo iki jo centro. Tokiame regione dar prieš dešimtmetį buvo žinoma arti šimto žvaigždžių, kurių masė artima Saulės ar šiek tiek mažesnė – būtent tokios žvaigždės laikomos perspektyviausiomis turėti gyvybingų planetų. Apskritai į tranzitų zoną turėtų patekti apie 100 tūkstančių tokių žvaigždžių, priklausančių Paukščių Takui.
Gaia duomenyse jų turėtų būti keliasdešimt tūkstančių. O jei dar pridėtume žvaigždes, kurios kirto Žemės tranzitų zoną per paskutinius tūkstantį ar milijoną metų, skaičius išaugtų bent keleriopai.
Prieš keletą metų Breakthrough Listen projekto komanda nusprendė paieškoti radijo signalų būtent iš pakankamai artimų (mažiau nei 150 parsekų nuotolio) žvaigždžių sistemų pasiaurintoje Žemės tranzitų zonoje.
Stebėjimams jie pasirinko 20 žvaigždžių, ieškojo signalų 4-8 gigahercų ruože ir nieko nerado. Na, pats faktas neturėtų labai stebinti – būtų daug keisčiau, jei koks nors aiškus technologinis signalas būtų aptiktas, – tačiau šį tyrimą reikėtų matyti kaip žingsnį labiau sistemingų nežemiškos protingos gyvybės paieškų link. Be to, jo metodus visiškai tiesiogiai galima pritaikyti ir kitoms žvaigždėms tame pačiame regione; pagal antrąjį Gaia duomenų katalogą, jų yra bent 3300. Ar rasime ką nors tarp jų? Irgi menkai tikėtina, nes jos sudaro tik mažytę dalį iš šimto milijardų žvaigždžių Paukščių Take. Jei technologinių civilizacijų būtų tiek daug, kad tikėtumėmės rasti bent vieną tarp 3300 žvaigždžių, tai greičiausiai matytume jų ryškesnius pėdsakus ir kitur Galaktikoje.
Truputį nukrypstant nuo tiesioginės teksto temos, dar vienas įdomus aspektas, susijęs su potencialiais tolimais stebėtojais, žiūrinčiais į Saulės sistemą, yra jų gebėjimas aptikti ne vieną, o kelias sistemos planetas. Visgi kaimyninės planetos, ypač Jupiteris, labai svarbios Žemės gyvybingumui, taigi ir patys ieškodami galimų gyvybės pėdsakų esame linkę prioritetizuoti sistemas, turinčias daug planetų.
Nors Saulės sistemos planetos aplink žvaigždę skrieja beveik toje pačioje plokštumoje, nedidelių skirtumų pakanka, kad nei vienas išorinis stebėtojas negalėtų matyti daugiau nei trijų planetų tranzitų. Atsitiktinai paimtas stebėtojas kur nors Paukščių Take turi tik pustrečio procento tikimybę matyti bent vienos planetos tranzitą Saulės disku, o dviejų ar trijų – atitinkamai 10 ir 100 kartų mažesnę. Tame pačiame tyrime apskaičiuota, kad į Žemę panašių (mase ir iš žvaigždės gaunamos šviesos kiekiu) planetų Žemės tranzitų zonoje yra nedaug – mažiau nei 10 iki pusantro kiloparseko nuotolio.
Pernai pristatytas planas ieškoti tokių planetų – tai būtų naujo kosminio teleskopo Roman apžvalginių stebėjimų dalis. Tiesa, jame planuojama stebėti daug daugiau žvaigždžių, praktiškai iki pat Galaktikos krašto, ir tikimasi atrasti bent kelis šimtus uolinių planetų. Taip būtų ir patikslinamos žinios apie tai, kaip dažnai uolinės planetos patenka į savo žvaigždžių gyvybines zonas, ir pasiruošiama tolesniems protingų civilizacijų paieškų projektams, panašiems į aukščiau minėtą Breakthrough Listen.
Ar hipotetiniai stebėtojai, pamatę Žemės tranzitą, galėtų suprasti, kad Saulės sistema turi daugiau planetų, net nematydami jų tranzitų? Greičiausiai taip, tik tam reikėtų ilgalaikių stebėjimų. Stebint daugelį Žemės tranzitų būtų įmanoma pastebėti, kad kartais jie nutinka anksčiau, o kartais vėliau, nei prognozuojama. Tokios tranzito laiko variacijos įvyksta dėl kitų planetų gravitacijos, kuri sulėtina ar pagreitina planetos judėjimą. Skirtumai labai nedideli, paprastai matuojami minutėmis, bet to pakanka, kad per kelis dešimtmečius stebėjimų būtų galima atrasti Jupiterio ar netgi Marso egzistavimą.
Tokie tyrimai, kaip šis, gali atrodyti mažareikšmiai – galų gale, ar didelis skirtumas, kaip mūsų sistemą gali nagrinėti hipotetinė nežemiška civilizacija? Bet jie naudingi tuo, kad pasinaudodami Saulės sistema kaip gerai pažįstamu pavyzdžiu, galime geriau suprasti ryšį tarp realių sistemos parametrų ir matomų duomenų. Tai labai naudinga analizuojant realius egzoplanetų stebėjimus ir siekiant suprasti, kiek iš tiesų planetų gali būti jų sistemose.
Tranzitai – ne vienintelis būdas aptikti egzoplanetas, taigi ir Žemę kitos civilizacijos galėtų aptikti kitais būdais. Pastaruoju metu vis daugiau dėmesio skiriama mikrolęšiavimui – reiškiniui, kai priešais tolimą žvaigždę praskrieja kita, turinti planetų. Artimesnės žvaigždės gravitacija iškreipia tolimosios šviesą, todėl kurį laiką matome paryškėjimą. Planetos gravitacija sukuria papildomą trumpą pašviesėjimą ilgesnio pakilimo metu.
Prieš porą metų mokslininkai apskaičiavo, iš kur ir kaip dažnai hipotetiniai stebėtojai galėtų aptikti Žemę gravitacinio mikrolęšiavimo būdu. Šis skaičiavimas daug sudėtingesnis – reikia nustatyti, iš kurių žvaigždžių žiūrint Saulė ir kuri nors kita žvaigždė kartais sueina į vieną liniją. Žvaigždžių, palyginus su tuščia erdve, Galaktikoje nedaug, tad ir lęšiavimo tikimybės labai jau mažos – nei vienai žvaigždei tikimybė konkrečiu laiko momentu nesiekia vienos milijardosios dalies. Apvertus skaičius kitaip, gauname, kad atskirai paimtos sistemos stebėtojai Žemę mikrolęšiuojant tolimą žvaigždę matys ne dažniau nei kartą per tūkstantį metų, o tipiškai – maždaug kartą per šimtą milijonų metų.
Iš kitos pusės, žvaigždžių Paukščių Take daug, taigi tikėtina, kad Žemės mikrolęšiavimo signalas kasmet būna matomas keliolikoje į Saulę panašių žvaigždžių sistemų. Dauguma šių sistemų išsidėsčiusios Paukščių Tako diske, taip pat Magelano debesyse ir priešingose pusėse nuo jų. Šiuo metu prie šiuose regionuose esančių žvaigždžių patvirtintos 85 egzoplanetos. Netoli Paukščių Tako centro mikrolęšiavimo signalų zona susikerta su Žemės tranzitų zona – ši sritis galėtų būti įdomiausia technologinių civilizacijų paieškoms. Tik problema, kad ta kryptimi žvaigždžių labai daug, todėl bet koks signalas lengvai pasimes triukšme.
Dar vienas būdas aptikti planetas, tiesa, gerokai mažiau produktyvus už anksčiau minėtus, yra astrometrija. Taip vadiname žvaigždžių padėčių dangaus skliaute matavimą. Metodas remiasi tuo, kad jei žvaigždė turi planetą, tai abi juda orbita aplink bendrą masės centrą, todėl žvaigždės padėtis nuolat keičiasi – svyruoja pirmyn-atgal. Mūsų turimi teleskopai kol kas nepasiekia pakankamos erdvinės skyros, kad galėtų aptikinėti egzoplanetas, bet keleto žvaigždžių, kurias žinome turint egzoplanetų, astrometrinius svyravimus pavyko patvirtinti. O kokio jautrumo teleskopų reikėtų, kad galėtume aptikti Saulės sistemos planetas iš kitų žvaigždžių?
Pasirodo, norint užfiksuoti vien keturių didžiųjų planetų poveikį Saulės judėjimui, reikėtų šimto metų trukmės stebėjimų su 10 lanko mikrosekundžių erdvine skyra; ir tai tik stebint iš žvaigždžių, kurias nuo mūsų skiria 30 parsekų ir mažiau. Palyginimui, Hablo teleskopo skyra yra apie 10 tūkstančių kartų prastesnė, o geriausių antžeminių – tik keletą kartų geresnė už Hablo. Taigi civilizacijos, pasiekusios mūsų technologinį lygį, Saulės padėties pokyčių, rodančių čia esant planetas, pamatyti nepajėgs.
Iš principo yra ir kitų būdų, kaip mus kas nors galėtų aptikti, pavyzdžiui netyčiniai radijo signalai, kosminių šiukšlių ir dirbtinių palydovų žvilgesys ar įvairūs kiti požymiai. Visgi nepanašu, kad kokios nors nežemiškos civilizacijos, net jei tokių ir yra, šiuo metu gali mus aptikti – nebent yra gerokai labiau pažengusios už mus technologiškai. Ši išvada padeda geriau vertinti ir mūsų bandymų atrasti proto brolius rezultatus: tai, kad jų kol kas neradome, visai nebūtinai reiškia, kad jų ir nėra. Tiesiog kol kas mūsų paieškos labiau primena aklą grabaliojimą šieno kupetoje, apsimovus storas pirštines, taigi nenuostabu, kad prasprūsti nepastebėta gali ne tik adata, bet ir yla.
Autorių galite sekti čia: Kastytis Zubovas