Hymyile ja vilkuta — vieraat astronomit saattavat tarkkailla meitä
Eksoplaneettojen havainnoinnista on tullut parissa vuosikymmenessä rutiinia. Olemme löytäneet jo tuhansia planeettoja kiertämässä radoillaan Auringon galaktisen naapuruston tähtiä ja vaikka niistä jokainen onkin omalla tavallaan erityinen, oman aurinkokuntansa kiertolainen, olemme saaneet selville myös yleisiä lainalaisuuksia planeettojen ja niiden järjestelmien luonteesta ja ominaisuuksista.
Maapallon kokoista ja massaista planeettaa ei ole vielä havaittu kiertämässä maankaltaisella radalla toista auringonkaltaista tähteä mutta sellaisen löytyminen on luultavasti vain ajan kysymys. Meillä on teknologia maankokoisten planeettojen havaitsemiseen tarkkailemalla niiden kulkua tähtiensä editse mutta esteenä on vielä toistaiseksi niiden verrattaen pitkät kiertoradat aurinkojensa ympäri. Maankaltaisen planeetan havaitsemiseksi on tarkkailtava tähtiä usean ratakierroksen ajan ja havaittava useita ylikulkuja — se tarkoittaa vuosien keskeytyksetöntä havaintoprojektia. Kepler-avaruusteleskoopin havaintokampanjan kestoksi suunniteltiin juuri tästä syystä kolme vuotta mutta sekään ei riittänyt kaikilta ominaisuuksiltaan maankaltaisten planeettojen löytämiseen.
Ylikulkumenetelmä on ollut toistaiseksi kaikkein tehokkain tapa eksoplaneettojen havaitsemisessa. Vaikka ajatuksena on havaita vain planeetan varjo — havaitun valon hiuksenhieno himmeneminen planeetan kulkiessa tähden editse ja peittäessä pienen osan sen kirkasta pintaa — menetelmällä saadaan runsaasti tietoa planeettojen ominaisuuksista. Tärkeimpänä tietona saadaan planeetan koko mutta usean ylikulun perusteella voidaan määrittää planeetan kiertoradan ominaisuuksia ja arvioida planeetan fysikaalisia olosuhteita kuten lämpötilaa. Tässä blogissa olemme kohdanneet jo aiemmin esimerkiksi eksoplaneetan nimeltään HD 95338 b.
Oleellista on, että planeetta kulkee Maasta katsottuna tähden pinnan editse. Sen kiertoradan on siis oltava juuri oikeassa asennossa avaruudessa. Jos planeetta kiertää tähtensä verrattaen nopeasti muutamassa tai korkeintaan muutamassa kymmenessä päivässä, on noin prosentin todennäköisyys, että planeetan ylikulku on havaittavissa. Siten vain suunnilleen joka sadannen tähden kiertolaiset voidaan havaita Maasta käsin. Maankaltaisen kaukana tähtensä pinnasta kiertävän planeetan ylikulun havaitseminen on vielä sitäkin epätodennäköisempää — Maan ylikulun havaitsemistodennäköisyys on vain 0.04 promillea satunnaisesta suunnasta katsotuna. Mutta asetelman voi myös kääntää päälaelleen: voimme kysyä onko lähiavaruudessa olemassa tähtijärjestelmiä, joiden paikalliset tähtitieteilijät voisivat havaita Maan ylikulkumenetelmää hyödyntäen? Selvityksen mukaan, niitä on pienestä todennäköisyydestä huolimatta runsaasti.
Sadan parsekin, eli noin 330 valovuoden etäisyydellä Auringosta on lukuisia tähtiä, joita kiertävien planeettojen astronomit voisivat havaita Maan ylikulun Auringon editse. Lisa Kalteneggerin laskelmien mukaan, sellaisia tähtiä on lähettyvillämme kaikkiaan 1004 perustuen lähitähtien tarkkoihin Gaia-avaruusteleskoopilla mitattuihin paikkoihin. Näistä valtaosa, noin 770 on punaisia M-spektriluokan kääpiötähtiä, koska ne ovat maailmankaikkeudessa ja galaksissamme kaikkein yleisimpiä tähtiä. Punaisten kääpiötähtien planeettojen elämän edellytykset saattavat olla hiukan heikompia kuin auringonkaltaisten tähtien, joten niille on luultavasti syntynyt vähemmän tähtitieteellisiin havaintoihin kykeneviä astronomeja mutta Kalteneggerin luettelon tähtien joukkoon mahtuu myös noin 60 auringonkaltaista, keltaista G-spektriluokan tähteä.
Tämä tulos, luettelo tähdistä, joiden planeetoilta Maan voisi havaita, tarjoaa mielenkiintoisen mahdollisuuden jatkotutkimukselle. Voimme koettaa etsiä luettelon tähtiä kiertäviä planeettoja ja koettaa selvittää onko niiden kiertoradoilla maankaltaisia, potentiaalisesti elinkelpoisia kiviplaneettoja. Jos joukossa on maankaltaisia kiviplaneettoja, jotka kulkevat tähtiensä editse, saamme ensimmäistä kertaa havaintoja planeetoista, joiden astronomit voisivat havaita meitä tasa-arvoisesti, samoilla menetelmillä kuin me heitä. Voisimme tulevaisuuden instrumenteilla koettaa havaita näiden planeettojen kaasukehistä elämän merkkejä ja niiden astronomit puolestaan voisivat havaita Maan kemiallisen epätasapainotilan, joka aiheutuu siitä, että planeetallamme on mäntyjen, sillivalaiden, herkkutattien ja ihmisten täyttämä biosfääri.
Kehittyneemmät sivilisaatiot tuskin tarvitsevat ylikulkumenetelmäksi kutsuttua alkeellista, epäsuoraa menetelmää lähitähtien planeettojen tarkkailuun, vaan he voivat havaita planeettoja jättiläismäisillä, supertarkoilla laitteillaan aivan suoraan, kartoittaen niiden pintoja ja tutkien niiden sääolosuhteita. Ehkäpä jokin teknisesti kehittynyt sivilisaatio tarkkailee planeettaamme jo samalla resoluutiolla kuin Marsia kiertänyt MGS-satelliitti (Mars Global Surveyor) vuonna 2003 (Kuva 3.) saaden tietoa planeettaamme peittävästä biosfääristä. Mutta ihmiskunnan alkeellisen teknologian asteelle päässeen sivilisaation tähtitieteilijät olisivat rajoittuneita alkeellisiin, epäsuoriin havaintomenetelmiin aivan kuten mekin. Siksi on kiinnostavaa tietää minkä tähtijärjestelmien asukkaat voisivat nähdä olemassaolomme.
Lopultakin, vain etäisyys meistä rajoittaa muiden sivilisaatioiden kykyä tehdä havaintoja Maasta ja planeettamme elämästä. Maapallolta havaitsijoiden teleskooppeihin kulkeva säteily heikkenee suhteessa etäisyyden neliöön, joten meidät havaitaan sitä helpommin mitä lähempänä havaitsijat ovat. Lähin mahdollinen paikka on tietenkin lähin eksoplaneetta, Proxima b, aivan viereisessä galaktisessa postinumerossa. Se tosin kiertää punaista kääpiötähteä, joiden järjestelmissä elämän edellytykset ovat luultavasti ainakin hiukan heikentyneitä. Voimme kuitenkin harjoittaa vain spekulointia ennen kuin saamme tarkasteltavaksemme muitakin esimerkkejä elävistä planeetoista. Siihen asti, kannattaa hymyillä — vieraat astronomit saattavat jo tarkkailla planeettaamme.
Mielenkiintoista tekstiä. 👍🏻
Voiko vierailla kehittyneillä sivilisaatioila olla meille tuntemattomia vistintämenetelmiä joita me emme tiedä olevan olemassa. Ehkä tulevaisuudessa keksimme sellaisen menetelmän.Nyt tähyilemme avaruuden radioaaltoja erilaisilla taajuuksilla mutta se voi olla turhaa koska emme ole vielä keksineet miten kehittyneemmät sivilisaatiot kommunikoivat? Onkohan missään mitään työryhmää joka voisi pohtia kuinka avaruudessa todella kommunikoidaan.Nykyään tuntuu siltä että meidän menetelmillä ei kuulla mitään järkevää viestintää avaruudesta.
Asiaa on pohdittu ja paljon. Ehkäpä radioaallot tosiaan ovat alkeellinen viestintätapa, jota kehittyneet sivilisaatiot eivät käytä. Ehkäpä he käyttävät näkyvän valon lasereita tai muuta sähkömagneettista säteilyä. Laserviestien havaintoja onkin jo valmisteltu:
https://www.space.com/37690-search-for-life-laser-seti-project.html
Mutta lopultakin, emme tiedä mitä meitä kehittyneemmät sivilisaatiot pitävät parhaana viestintätapana. Toistaiseksi voimme vain arvailla ja yrittää parhaamme.
Kaksisuuntaisessa viestittelyssä on monia ongelmia. Ensinnäkin se paljastaa lähettäjän olinpaikan vastaanottajalle. Toiseksi, jos vastausta ei saada, siihen voi olla monia syytä. Ehkä viestiä ei huomattu. Tai jos se huomattiin, ehkä he päättivät olla hiljaa etteivät paljastaisi itseään. Jos vastaus saadaankin, viestin tulkinta ei ole yksiselitteistä.
Näitä ongelmia ei ole, jos viestien sijaan lähetetään luotaimia. Luotaimet tutkivat kohdetta lähietäisyydeltä ja raportoivat tietonsa. Tiedot saapuvat yksisuuntaisella valon nopeuden viiveellä. Sitä nopeampaan ei tässä maailmankaikkeudessa pystytä. Jos tutkittava sivilisaatio päättää vaikka lähteä valloitusretkelle, luotainten data varoittaa siitä etukäteen, koska mikään retkue ei kuitenkaan etene valoa nopeammin. Jotta tämä onnistuisi, luotaimien pitää toimia pitkiä aikoja, miljoonia vuosia, ja korjata itseään elävien organismien tapaan. Me emme tuollaiseen vielä pysty, mutta luonnonlakien vastaista se ei liene. Koska galaksi on vanha, todennäköisesti lähimmät naapurimme ovat joko meitä miljoonia vuosia jäljessä tai edellä. Samassa nopean kehityksen vaiheessa oleminen olisi epätodennäköinen sattuma.
Tämän takia pidän epätodennäköisenä että SETI löytäisi jotain. Jos kohtaamme jotain, kohtaamme todennäköisemmin luotaimia. Millaisia, tai miten niitä voisi tunnistaa, on vaikeampi kysymys. En kuitenkaan tuomitse SETI:kään. Vaikka todennäköisyys löytää jotain näyttääkin pieneltä, ainakin tiedetään mitä haetaan. Aina jotain opitaan, kun jotain tehdään teknisesti kunnolla.