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優れた中国のキャノピー
億万長者と物理学者

2015 年 20 月に開催された NASA のハビタブルワールドインスペースカンファレンスで、NASA の科学ディレクターであるエレンストファン氏は、「30 年以内に、地球外生命体の有力な証拠が見つかるでしょう。彼女は、地球外生命体の存在に関する反論の余地のない明確な事実がXNUMX〜XNUMX年以内に収集されるだろうと付け加えた.

「私たちはどこを見ればよいか、どのように見ればよいかを知っています」とストファンは言いました。「そして、私たちは正しい道を進んでいるので、探しているものが見つかることを疑う理由はありません。」天体が正確に何を意味するのか、代理店の代表者は特定しなかった。彼らの主張は、例えば、火星、太陽系の別の天体、または何らかの系外惑星である可能性があることを示していますが、後者の場合、決定的な証拠がわずかXNUMX世代で得られるとは想定しがたい. 絶対ここ数年と数か月の発見は、XNUMX つのことを示しています。それは、生命体の形成と維持に必要な条件と考えられている液体状態の水が、太陽系に豊富にあるということです。

「2040 年までに、地球外生命体が発見されるでしょう」と、NASA はメディアに向けた数多くの声明の中で、SETI 研究所のセス・ショスタク氏に反論しました。しかし、私たちは異星文明との接触について話しているのではありません。近年、太陽系の本体の液体水資源、貯水池の痕跡など、生命の存在の前提条件の正確な新しい発見に魅了されています。とストリーム。火星、または星のライフゾーンにある地球のような惑星の存在。これが、生命を助長する条件や痕跡、ほとんどの場合化学的なものについて聞く方法です。現在と数十年前に起こったこととの違いは、金星や土星の遠方の月の内部でさえ、足跡、兆候、生命の状態がほとんどどこでも例外的ではないということです.

そのような特定の手がかりを発見するために使用されるツールと方法の数は増えています。さまざまな波長での観察、聴取、検出の方法を改善しています。最近、非常に遠い星の周りでさえ、化学的痕跡、生命の痕跡を探すことについて多くの話がありました. これが私たちの「嗅覚」です。

優れた中国のキャノピー

私たちの器具はより大きく、より敏感です。 2016 年 XNUMX 月、巨人は運用を開始しました。 中国の電波望遠鏡FASTその仕事は、他の惑星で生命の兆候を探すことです。世界中の科学者が彼の研究に大きな期待を寄せています。「地球外探査の歴史の中で、かつてないほど速く、遠くまで観測できるようになるでしょう」とダグラス・バコッチ会長は語った。 経済産業省国際、エイリアンの形態の知性の探索に専念する組織。 FAST の視野は XNUMX 倍になります アレシボ望遠鏡 過去53年間最前線に立ってきたプエルトリコで。

FAST キャノピー (口径 500 メートルの球面望遠鏡) は直径 4450 m で、5 枚の三角形のアルミニウムパネルで構成されています。サッカー場XNUMX面分に相当する面積を占めています。動作するには、半径 XNUMX km 以内で完全に沈黙する必要があります。そのため、周辺地域から約 10 人が移転しました。人。電波望遠鏡は、貴州省南部の緑のカルスト層の美しい景色に囲まれた自然の盆地にあります。

ただし、FAST が地球外生命体を適切に監視するには、まず適切に調整する必要があります。したがって、彼の仕事の最初の XNUMX 年間は、主に予備調査と規制に専念する予定です。

億万長者と物理学者

宇宙で知的生命体を探索する最も有名な最近のプロジェクトの 100 つは、ロシアの億万長者ユーリミルナーが支援するイギリスとアメリカの科学者のプロジェクトです。ビジネスマンであり物理学者でもある彼は、少なくとも XNUMX 年はかかると予想される研究に XNUMX 億ドルを費やしました。「XNUMX 日で、他の同様のプログラムが XNUMX 年間に収集したのと同じくらい多くのデータを収集できます」と Milner 氏は言います。このプロジェクトに参加している物理学者のスティーブン・ホーキングは、非常に多くの太陽系外惑星が発見された今、この探索は理にかなっていると言います。「宇宙には非常に多くの世界と有機分子があり、そこに生命が存在できるようです」と彼はコメントしました。このプロジェクトは、地球外の知的生命体の兆候を探すこれまでで最大の科学的研究と呼ばれます。カリフォルニア大学バークレー校の科学者チームが率いるこの望遠鏡は、世界で最も強力な XNUMX つの望遠鏡に幅広くアクセスできます。 グリーンバンク ウェストバージニア州と 望遠鏡公園 オーストラリア、ニューサウスウェールズ州にて。

高度な文明を遠くから見分けるには、次の方法があります。

ガス、特に大気汚染物質、クロロフルオロカーボン、二酸化炭素、メタン、アンモニアの存在;
文明によって構築されたオブジェクトからの光と光の反射。
熱放散;
強烈な放射線放出;
謎のオブジェクト - たとえば、大きなステーションや移動中の船。
自然の原因を参照して形成を説明できない構造の存在。

ミルナーは、と呼ばれる別のイニシアチブを導入しました。彼は1万ドルを支払うと約束した。人類と地球を最もよく表す宇宙に送信する特別なデジタルメッセージを作成した人に贈られます。ミルナーとホーキングのデュオのアイデアはそれだけではありません。最近、メディアは、光速の XNUMX 分の XNUMX の速度に達する星系にレーザー誘導ナノプローブを送信するプロジェクトについて報じました。

宇宙化学

宇宙で生命を探している人にとって、宇宙の外側でよく知られている「よく知られた」化学物質の発見ほど心強いものはありません。平 水蒸気の雲 宇宙空間での「ハンギング」。数年前、そのような雲がクエーサー PG 0052+251 の周りで発見されました。現代の知識によると、これは宇宙で知られている最大の貯水池です。正確な計算によると、この水蒸気がすべて凝縮すると、地球上のすべての海の水よりも 140 兆倍の水が存在することになります。星の間にある「水の貯留層」の質量は100 XNUMXです。太陽の質量の倍。どこかに水があるからといって、そこに生命があるとは限りません。繁栄するためには、さまざまな条件を満たさなければなりません。

最近、宇宙の片隅で有機物が天文学的に「発見」されたという話をよく耳にします。たとえば、2012年に、科学者は私たちから約XNUMX光年の距離で発見しました ヒドロキシルアミン窒素、酸素、水素原子で構成されており、他の分子と結合すると、理論的には他の惑星の生命の構造を形成することができます.

星MWC 480を周回する原始惑星系円盤内の有機化合物。

シアン化メチル （SNは₃CN) 年 シアノアセチレン (JSC₃N) は、480 年にアメリカのハーバード・スミソニアン天体物理学センター (CfA) の研究者によって発見された、星 MWC 2015 を周回する原始惑星系円盤にあったもので、宇宙に生化学の可能性がある化学が存在する可能性があることを示すもう 480 つの手がかりです。なぜこの関係はそれほど重要な発見なのでしょうか? それらは、地球上で生命が形成されていた当時、私たちの太陽系に存在していました。それらがなければ、私たちの世界はおそらく今日のようには見えなかったでしょう. 星 MWC 455 自体は、私たちの星の質量の XNUMX 倍で、太陽から約 XNUMX 光年離れています。

最近、2016 年 XNUMX 月、NRAO 天文台のブレットマクガイアとカリフォルニア工科大学のブランドンキャロル教授を含むチームの研究者は、いわゆる有機分子に属する複雑な有機分子の痕跡に気づきました。 キラル分子. キラリティは、元の分子とその鏡面反射が同一ではなく、他のすべてのキラルオブジェクトと同様に、空間内での並進と回転によって組み合わせることができないという事実で明らかになります。キラリティは、糖、タンパク質などの多くの天然化合物の特徴です。これまでのところ、地球を除いて、それらは見られませんでした。

これらの発見は、生命が宇宙で生まれたことを意味するものではありません。しかし、彼らは、その誕生に必要な粒子の少なくとも一部がそこで形成され、その後、隕石やその他の物体とともに惑星に移動する可能性があることを示唆しています.

人生の色

値する ケプラー宇宙望遠鏡 2017 以上の地球型惑星の発見に貢献し、何千もの系外惑星の候補を持っています。 XNUMX 年現在、NASA はケプラーの後継である別の宇宙望遠鏡を使用する予定です。 太陽系外惑星探査衛星 TESS 通過中. そのタスクは、トランジット中 (つまり、親星を通過中) の太陽系外惑星を検索することです。それを地球の周りの高い楕円軌道に送ることで、空全体をスキャンして、すぐ近くの明るい星を周回する惑星を見つけることができます。このミッションは XNUMX 年間続く可能性が高く、その間に約 XNUMX 万個の星が探査されます。このおかげで、科学者たちは、地球に似た惑星を数百個発見できると期待しています。などのさらなる新しいツール。 ジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡 (James Webb Space Telescope) は、すでに行われた発見を追跡して掘り下げ、大気を調査し、後に生命の発見につながる可能性のある化学的手がかりを探す必要があります。

プロジェクトトランジット系外惑星調査衛星 - 可視化

しかし、生命のいわゆるバイオシグネチャー（たとえば、大気中の酸素とメタンの存在）が何であるかをおおよそ知っている限り、これらの化学信号のどれが数十から数百光の距離からのものかはわかっていません。年が最終的に問題を決定します。科学者たちは、酸素とメタンが同時に存在することが生命にとって強力な前提条件であることに同意しています。ただし、判明したように、そのような署名は、太陽系外惑星を周回している可能性のある系外衛星によって破壊される可能性があります (太陽系のほとんどの惑星の周りで行われているように)。月の大気にメタンが含まれ、惑星に酸素が含まれている場合、(現在の開発段階では) 私たちの機器は、太陽系外衛星に気付かずにそれらを組み合わせて XNUMX つの酸素-メタンシグネチャにすることができます。

化学的な痕跡ではなく、色を探すべきではないでしょうか? 多くの宇宙生物学者は、ハロバクテリアが私たちの惑星の最初の住民の中にいたと信じています. これらの微生物は、放射線の緑色スペクトルを吸収し、それをエネルギーに変換しました。一方、それらは紫の放射を反射しました。これにより、宇宙から見たときに私たちの惑星はまさにその色を持っていました.

緑色光を吸収するために、ハロバクテリアが使用されます網膜、すなわち視覚的な紫色で、脊椎動物の目に見られます。しかし、時間が経つにつれて、バクテリアを利用することが私たちの惑星を支配し始めました. クロロフィル紫色の光を吸収し、緑色の光を反射します。地球がそのように見えるのはそのためです。占星術師は、他の惑星系では、ハロバクテリアが成長し続ける可能性があると推測しています。 紫色の惑星で生命体を探す.

この色の天体は、2018 年に打ち上げ予定の前述のジェームズウェッブ望遠鏡で見られる可能性があります。ただし、そのような天体は、太陽系から遠すぎず、惑星系の中心星が他の信号と干渉しないほど小さい場合に観測できます。

地球のような太陽系外惑星にいる他の原始生物は、おそらく、 植物と藻類. これは、陸地と水の両方の表面の特徴的な色を意味するため、生命を示す特定の色を探す必要があります。新世代の望遠鏡は、太陽系外惑星によって反射された光を検出する必要があります。これにより、その色が明らかになります。例えば、宇宙から地球を観測すると、大量の放射線を見ることができます。 近赤外線植物に含まれる葉緑素に由来します。系外惑星に囲まれた星の近くで受信されたそのような信号は、「そこに」何かが成長している可能性があることを示しています。緑はそれをさらに強く示唆するでしょう。原始的な地衣類に覆われた惑星は影になる胆汁.

科学者たちは、前述のトランジットに基づいて系外惑星の大気の組成を決定します。この方法により、惑星の大気の化学組成を調べることができます。上層大気を通過する光はそのスペクトルを変化させます - この現象の分析はそこに存在する元素に関する情報を提供します.

ユニバーシティカレッジロンドンとニューサウスウェールズ大学の研究者は、2014 年にジャーナル Proceedings of the National Academy of Sciences に発表された、新しい、より正確な発生を分析するための方法の説明 メタン、最も単純な有機ガスであり、その存在は一般に潜在的な生命の兆候として認識されています。残念ながら、メタンの挙動を説明する最新のモデルは完全とはほど遠いため、遠方の惑星の大気中のメタンの量は通常過小評価されています。 DiRAC () プロジェクトとケンブリッジ大学が提供する最先端のスーパーコンピューターを使用して、約 10 億のスペクトル線がシミュレートされました。これは、最高 1220 °C の温度でのメタン分子による放射の吸収に関連付けることができます。 . 新しい行のリストは、以前のものよりも約 2 倍長く、非常に広い温度範囲でメタン含有量のより良い研究を可能にします。

メタンは生命の可能性を示唆しているが、別のはるかに高価なガス酸素 -生命の存在の保証がないことが判明しました。地球上のこのガスは、主に光合成植物と藻類に由来します。酸素は、生命の主要な兆候の XNUMX つです。しかし、科学者によると、酸素の存在を生物の存在と同等と解釈するのは間違いかもしれません。

最近の研究では、遠い惑星の大気中の酸素の検出が生命の存在の誤った兆候を与える可能性がある XNUMX つのケースが特定されています。それらの両方で、酸素は次の結果として生成されました。 非生物製品. 私たちが分析したシナリオの XNUMX つでは、太陽より小さい星からの紫外線が太陽系外惑星の大気中の二酸化炭素にダメージを与え、そこから酸素分子を放出する可能性があります。コンピュータシミュレーションは、COの崩壊が₂ 与えるだけでなく₂だけでなく、大量の一酸化炭素 (CO) も発生します。系外惑星の大気中の酸素に加えて、このガスが強く検出された場合、誤警報を示している可能性があります。別のシナリオは、低質量星に関するものです。それらが放出する光は、短命の O 分子の形成に寄与します。₄. Oの隣での発見₂ また、天文学者に警告を発するはずです。

メタンやその他の痕跡を探す

主要な輸送手段は、地球自体についてほとんど語っていません。これを使用して、そのサイズと星からの距離を決定できます。半径速度を測定する方法は、その質量を決定するのに役立ちます。 7 つの方法を組み合わせることで、密度を計算することができます。しかし、系外惑星をもっと詳しく調べることは可能でしょうか? そうであることがわかりました。 NASA は、ケプラー 816 b のような惑星をよりよく見る方法を既に知っています。ケプラー望遠鏡とスピッツァー望遠鏡は、大気雲のマッピングに使用されています。この惑星は、私たちが知っているように生命体にとっては暑すぎて、温度は 982 から XNUMX °C の範囲であることが判明しました。しかし、私たちが私たちからXNUMX光年離れた世界について話していることを考えると、そのような詳細な説明の事実は大きな前進です.

天文学で大気の振動によって引き起こされる擾乱を除去するために使用される補償光学も役立ちます。その用途は、コンピューターで望遠鏡を制御して、ミラーの局所的な変形 (数マイクロメートルのオーダー) を回避し、結果の画像のエラーを修正することです。はい、動作します ジェミニプラネットスキャナー (GPI) チリにあります。このツールは、2013 年 XNUMX 月に初めてリリースされました。 GPI は赤外線検出器を使用します。これは、太陽系外惑星などの暗く遠い物体の光スペクトルを検出するのに十分強力です。これにより、それらの構成についてさらに学ぶことが可能になります。この惑星は、最初の観測対象の XNUMX つとして選ばれました。この場合、GPI は太陽のコロナグラフのように機能します。つまり、遠くの星のディスクを暗くして、近くの惑星の明るさを示します。

「生命の兆候」を観察する鍵は、惑星を周回する星からの光です。大気を通過する太陽系外惑星は、分光法によって地球から測定できる特定の痕跡を残します。物理的物体によって放出、吸収、または散乱される放射線の分析。同様のアプローチは、太陽系外惑星の表面を研究するために使用できます。ただし、XNUMXつ条件があります。表面は光を十分に吸収または散乱する必要があります。蒸発する惑星、つまり外層が大きな塵の雲の中で浮遊している惑星が良い候補です。

結局のところ、私たちはすでに次のような要素を認識できます 惑星の曇り. 太陽系外惑星 GJ 436b と GJ 1214b の周りに密集した雲が存在することは、親星からの光の分光分析に基づいて確立されました。両方の惑星は、いわゆるスーパーアースのカテゴリーに属しています。 GJ 436b は地球から 36 光年離れたしし座にあります。 GJ 1214b はへびつかい座にあり、40 光年離れています。

欧州宇宙機関 (ESA) は現在、既知の太陽系外惑星の構造を正確に特徴付け、研究することを目的とした衛星の開発に取り組んでいます (CHEOPS）。このミッションの打ち上げは2017年に予定されています。一方、NASA は、すでに述べた TESS 衛星を同じ年に宇宙に送りたいと考えています。 2014 年 XNUMX 月、欧州宇宙機関はミッションを承認しました。 プラトン、 地球に似た惑星を探すために設計された望遠鏡を宇宙に送ることに関連しています。現在の計画によると、2024 年には、水分を含む岩石の探査を開始する予定です。これらの観測は、ケプラーのデータが使用されたのとほぼ同じ方法で、系外衛星の検索にも役立つはずです。

欧州 ESA は数年前にこのプログラムを開発しました。 ダーウィン. NASA にも同様の「惑星クローラー」がありました。 TPF (). 両方のプロジェクトの目的は、生命にとって好ましい条件を示す大気中のガスの存在について、地球サイズの惑星を研究することでした。どちらも、地球に似た太陽系外惑星を探すために協力する宇宙望遠鏡のネットワークに関する大胆なアイデアを含んでいました。 6,5年前、技術はまだ十分に開発されておらず、プログラムは閉鎖されていましたが、すべてが無駄ではありませんでした. NASA と ESA の経験によって強化された彼らは、現在、上記の Webb 宇宙望遠鏡に協力しています。 XNUMXメートルの大きな鏡のおかげで、大きな惑星の大気を研究することが可能になります。これにより、天文学者は酸素とメタンの化学的痕跡を検出できるようになります。これは系外惑星の大気に関する特定の情報であり、これらの遠い世界に関する知識を洗練するための次のステップです。

NASA では、さまざまなチームがこの分野の新しい研究の選択肢を開発するために取り組んでいます。これらのあまり知られていないものの 2022 つは、まだ初期段階にあります。星の光を傘のようなもので覆い、星の周辺にある惑星を観察する方法についてです。波長を分析することで、大気の成分を特定することが可能になります。 NASA は、今年または来年にプロジェクトを評価し、ミッションに価値があるかどうかを判断します。始まるとしたらXNUMX年。

銀河の周辺に文明？

生命の痕跡を見つけることは、地球外文明全体を探すことよりも控えめな願望を意味します。スティーブン・ホーキングを含む多くの研究者は、人類への潜在的な脅威のため、後者を勧めていません。真面目なサークルでは、通常、異星人の文明、宇宙の兄弟、または知的な存在について言及することはありません。ただし、高度なエイリアンを探したい場合、一部の研究者は、それらを見つける可能性を高める方法についてのアイデアも持っています.

例えば。ハーバード大学の天体物理学者 Rosanna Di Stefano は、高度な文明は天の川のはずれに密集した球状星団に住んでいると述べています。研究者は、2016 年初頭にフロリダ州キシミーで開催されたアメリカ天文学会の年次総会で、彼女の理論を発表しました。ディ・ステファノは、銀河系の端に約 150 の古くて安定した球状星団があり、あらゆる文明の発展に適した基盤を提供しているという事実によって、このかなり物議を醸す仮説を正当化します。密集した星は、多くの密集した惑星系を意味します。たくさんの星が集まってボールになっていることは、高度な社会を維持しながら、ある場所から別の場所への飛躍を成功させるための良い土台です. クラスター内の星の近接性は、生命を維持するのに役立つ可能性があると、ディ・ステファノ氏は述べています。