Supermaa-laboratorio elämän etsimiseen universumissa 🧪

Kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt super-Maan, joka mahdollistaa tähtitieteilijöiden testaavan uusia hypoteeseja elämän etsimisessä universumissa.


Kolmekymmentä vuotta ensimmäisen eksoplaneetan löytämisen jälkeen yli 7000 tällaista planeettaa on havaittu galaksissamme. Mutta vielä olisi miljardeja löydettävänä! Samalla eksoplaneetatutkijat ovat alkaneet kiinnostua niiden ominaisuuksista tavoitteena löytää elämää muualla universumissa.

Tässä kontekstissa tapahtui super-Maan HD 20794 d löytö kansainvälisen tiimin toimesta, johon kuuluu Geneven yliopisto (UNIGE) ja PRN PlanetS. Uusi planeetta kiertää epäsäännöllisellä radalla, joten se sijaitsee vuoroin tähden asuttavalla vyöhykkeellä, vuoroin sen ulkopuolella. Tämä löytö on tulosta 20 vuoden havainnoista maailman parhailla teleskoopeilla. Tulokset on julkaistu Astronomy & Astrophysics -lehdessä.

"Olemmeko yksin universumissa?" Tämä kysymys on ollut filosofian käsittelyssä vuosituhansia, ja vasta äskettäin moderni tiede on alkanut esittää vahvoja hypoteeseja ja todisteita sen ratkaisemiseksi. Tähdet etenevät kuitenkin hitaasti.

Jokainen uusi löytö, olipa se teoreettinen tai havainnollinen, tuo oman panoksensa tietämyksen rajoja siirtäen. Tällainen oli ensimmäisen planeetan löytö vuonna 1995, joka kiertää muuta kuin Aurinkoa, mikä toi UNIGE:n tutkijoille Michel Mayorille ja Didier Quelozille fysiikan Nobel-palkinnon vuonna 2019.

Sen kirkkaus ja läheisyys tekevät siitä ihanteellisen ehdokkaan tuleville teleskoopeille, jotka tarkkailevat eksoplaneettojen ilmakehää.

Lähes kolmekymmentä vuotta myöhemmin tähtitieteilijät ovat tehneet edistysaskelia, joiden ansiosta yli 7000 eksoplaneettaa on havaittu. Nykyinen tieteellinen konsensus viittaa siihen, että jokaisella galaksimme tähdellä on oma planeettajärjestelmänsä.

Tähtitieteilijät etsivät nyt eksoplaneettoja, joita on helppo tutkia tai joilla on mielenkiintoisia erityispiirteitä hypoteesien testaamiseksi ja tietämyksen vahvistamiseksi asiasta. Tällainen on juuri havaittu HD 20794 d, jonka löytämisessä oli mukana UNIGE:n tähtitieteen osaston jäseniä.

Tähden asuttavalla vyöhykkeellä

Tämä lupaava planeetta on super-Maa, maapallon kokoinen kiviplaneetta, joka on suurempi kuin Maa. Se kuuluu planeettajärjestelmään, jossa on kaksi muuta planeettaa. Se kiertää G-tyypin tähteä, joka on Aurinkoa vastaava, vain 19.7 valovuoden päässä, mikä tekee siitä erittäin läheisen naapurimme universumissa. Tämä "läheisyys" helpottaa sen tutkimista, sillä sen valosignaalit ovat näkyvämpiä ja merkittävämpiä.

"HD 20794, jonka ympärillä HD 20794 d kiertää, ei ole tavallinen tähti", selittää Xavier Dumusque, UNIGE:n tähtitieteen osaston opetus- ja tutkimusprofessori sekä tutkimuksen toinen kirjoittaja. "Sen kirkkaus ja läheisyys tekevät siitä ihanteellisen ehdokkaan tuleville teleskoopeille, joiden tehtävänä on tarkkailla suoraan eksoplaneettojen ilmakehää".


Kiinnostus HD 20794 d:hen johtuu sen sijainnista tähden asuttavalla vyöhykkeellä, joka määrittelee alueen, jossa nestemäinen vesi voi esiintyä, mikä on yksi elämän kehittymisen edellytyksistä. Tämä vyöhyke riippuu useista tekijöistä, erityisesti tähden tyypistä.

Auringon tai HD 20794:n kaltaisten tähtien kohdalla se voi ulottua 0.7–1.5 astronomiseen yksikköön (au), ja kattaa näin ollen paitsi Maan radan myös Marsin radan Auringon tapauksessa. Eksoplaneetta HD 20794 d kiertää tähteään 647 päivässä, mikä on noin neljäkymmentä päivää vähemmän kuin Mars.

Sen sijaan, että se seuraisi suhteellisen pyöreää rataa, kuten Maa tai Mars, HD 20794 d kulkee elliptistä rataa, jossa etäisyys tähdestä vaihtelee suuresti sen kiertäessä. Planeetta on siten asuttavan vyöhykkeen sisärajalla ollessaan lähimpänä tähteään (0.75 au) ja sen ulkopuolella ollessaan kauimpana tähdestään (2 au).

Tämä konfiguraatio on erityisen mielenkiintoinen tähtitieteilijöille, koska se mahdollistaa teoreettisten mallien säätämisen ja heidän ymmärryksensä testaamisen planeetan asuttavuudesta. Jos HD 20794 d:llä on vettä, se siirtyisi jäätilasta nestemäiseen tilaan, mikä olisi suotuisaa elämän syntymiselle, planeetan kiertäessä tähteään.

Monia vuosia havainnointia

Tämän super-Maan havaitseminen ei ollut helppoa, ja prosessi oli iteratiivinen. Tiimi analysoi yli kaksikymmentä vuotta tietoja huipputason instrumenteista, kuten ESPRESSO ja HARPS. Viimeksi mainitun osalta tutkijat pystyivät hyödyntämään YARARA:ta, UNIGE:ssa äskettäin kehitettyä tietojen vähentämiseen tarkoitettua algoritmia.

Vuosien ajan planeettojen signaalit hukkuivat meluun, mikä teki vaikeaksi havaita, olivatko planeetat todella olemassa. "Olemme työskennelleet tietojen analysoinnin parissa vuosia, huolellisesti poistaen saastuttavia lähteitä", selittää Michael Cretignier, Oxfordin yliopiston postdoc, tutkimuksen toinen kirjoittaja ja YARARA:n kehittäjä UNIGE:ssa väitöskirjansa aikana.

HD 20794 d:n löytö tarjoaa tutkijoille mielenkiintoisen laboratorion mallintamiseen ja uusien hypoteesien testaamiseen elämän etsimisessä universumissa. Tämän planeettajärjestelmän ja sen kirkkaan tähden läheisyys tekee siitä myös erityisen kohteen tulevien sukupolvien instrumenteille, kuten ESO:n Extremely Large Telescope (ELT):n ANDES-spektrografille.

Tietäminen, onko tällä planeetalla elämää, vaatii vielä monia tieteellisiä virstanpylväitä ja monialaista lähestymistapaa. Sen asuttavuusolosuhteita tutkitaan jo UNIGE:n uuden Universumissa elämän keskuksen (CVU) toimesta.