Egy álom az idegen élet felfedezéséről új reményre talál

Egy a sok közül Lisa KalteneggerÁlma egy kicsit közelebb került a valósághoz, egy hideg áprilisi reggelen volt egy évtizeddel ezelőtt egy csillagászati ​​konferencián. Egy szörnyű, borzasztó csésze kávét szorongatott, és nem azért, mert többet akart inni belőle, hanem azért, mert sorban állt, és meleg volt a kezében. Aztán Bill Borucki felé fordult.

Felkészült rá, hogy elmondja neki, hogy kerülje a kávét. Boruckinak, a NASA Kepler-missziójának, a más csillagok (vagy „exobolygók”) körül keringő bolygók vadászatára tervezett űrteleszkópjának vezetőjének azonban másról is beszélnie kellett. Kepler megpillantotta az első két Föld méretű exobolygó, amelyeknek jó eséllyel folyékony víz lesz a felszínén. Olyan furcsa új világok voltak ezek, amelyeket a konferencián mindenki – és talán az emberi faj nagy része – legalább egyszer elképzelt. Megerősítené Kaltenegger, hogy a bolygók lakhatóak lehetnek?

Kaltenegger, a németországi Heidelbergben található Max Planck Csillagászati ​​Intézet asztrofizikusa a konferencia vége előtt új éghajlati modelleket kezdett futtatni, amelyekben olyan alapvető tényeket vettek figyelembe, mint a bolygók átmérője és csillaguk langyos fénye. A végső válasza: egy minősített igen. A bolygók alkalmasak lehetnek életre, vagy legalább folyékony vízre; akár vízi világok is lehetnek, végtelen óceánokba zárva, anélkül, hogy a hullámok fölött egyetlen sziklás kiemelkedés is megbukna. A figyelmeztetés az volt, hogy részletesebb megfigyelésekre lesz szüksége, hogy biztos legyen.

Kaltenegger azóta a potenciálisan lakható világok talán vezető számítógépes modellezőjévé vált. 2019-ben, amikor egy másik exobolygóvadász NASA űrszonda, a TESS megtalálta a magáét első sziklás, mérsékelt égövi világok, ismét felkérték a kozmikus otthonfelügyelő szerepére. Legutóbb a belgiumi székhelyű SPECULOOS-felmérés kérte tőle a megértést egy újonnan felfedezett Föld méretű bolygó SPECULOOS-2c névre keresztelt, ami bizonytalanul közel van a csillagához. Kollégáival elkészített egy elemzést, amelyet mint feltöltött egy előnyomat szeptemberben, megmutatva, hogy a SPECULOOS-2c vize szaunagőzként párologhat, ahogyan azt a Vénusz bármelyik tengere tette régen, és ahogy a Föld saját óceánjai félmilliárd év múlva elkezdenek gőzölögni. A távcsöves megfigyeléseknek néhány éven belül meg kell tudniuk állapítani, hogy ez megtörténik-e, ami segít feltárni saját bolygónk jövőjét, és még jobban elhatárolni az ellenséges és a lakható világok közötti különbséget a galaxisban.

Az ersatz-földek és az élő bolygókról alkotott spekulatívabb víziók szimulálásakor Kaltenegger a Földön talált bizarr életet és geológiát használja fel, hogy szisztematikusabb elvárásokat alakítson ki azzal kapcsolatban, hogy mi máshol lehetséges. „Megpróbálok elvégezni az alapokat” – mondta a közelmúltban a Cornell Egyetemen tett látogatása során, ahol Carl Sagan nevű intézetet vezet, aki egy másik karizmatikus Ithaca-i csillagász, akinek nagy ötletei vannak az emberiség magányos kozmoszbeli tartózkodásának befejezéséről.

Átfogó küldetése – az idegen élet keresése – soha nem látott szakaszba lép. A földönkívüli rádióadáshoz hasonló ugrásszerű megérkezésétől eltekintve a legtöbb csillagász úgy véli, hogy a legközelebbi esélyünk arra, hogy más élettel találkozzunk a kozmoszban, ha biosignature gázokat észlelünk – olyan gázokat, amelyek csak az életből származhattak. exobolygók légkörében lebegve. Az ilyen észleléshez szükséges távoli mérés még az emberiség legfejlettebb obszervatóriumainak képességeit is megfeszítette. De a James Webb Űrteleszkóp (JWST) megfigyelései első néhány hónapjában lehetővé vált egy ilyen felfedezés.

A következő néhány évben a hatalmas űrteleszkóp alaposan megvizsgál egy maroknyi sziklás világot, amelyeket valószínűleg lakhatónak tartanak, köztük valószínűleg az új SPECULOOS-2c-t is. A JWST tanulmányainak legalább azt kell megállapítaniuk, hogy ezeknek a bolygóknak van-e légkörük; azt is mutathatják, hogy egyesek folyékony víztől csöpögnek. A legoptimistább – ha a bioszférák könnyen virágoznak a Föld-szerű világokból – a teleszkóp például szén-dioxid, oxigén és metán páratlan arányát észlelheti ezen bolygók egyikén. A csillagászok ekkor nagy kísértésbe eshetnek, hogy a kitalációt egy földönkívüli ökoszisztéma jelenlétének tulajdonítsák.

A biológiai aláírások megtalálásához Kalteneggernek és társai egy kis csoportjának bizonyosságot kell kicsikarnia a rendkívül kevés fotonból. Nemcsak az általuk keresett légköri jelek lesznek gyengék, de neki és kollégáinak kellően pontosan kell modellezniük a bolygó lehetséges csillagfényének, kőzetének és levegőjének kölcsönhatását ahhoz, hogy biztosak lehessenek abban, hogy az életen kívül semmi sem magyarázhatja meg egy adott légköri gáz jelenlétét. Minden ilyen elemzésnek a Scylla és a Charybdis között kell eligazodnia, elkerülve mind a hamis negatívumot – élet volt ott, de te kihagytad –, mind a hamis pozitívakat, amelyek életet találnak ott, ahol nincs.

A tévedés következményekkel jár. A legtöbb tudományos törekvéssel ellentétben a földönkívüli élet jeleinek keresése elkerülhetetlen reflektorfényben és egy felturbózott információs ökoszisztémában zajlik, ahol minden tudós „Életet” kiált! megvetemíti a finanszírozás, a figyelem és a közbizalom szövetét. Maga Kaltenegger nemrég egy ilyen epizód első sorában kapott helyet.

Nemzedékére egy újabb nyomás nehezedik, amelyet finoman akartam pózolni, de végül csak egy órával a találkozás után kiböktem. Kollégáival az exobolygók korszakának hajnalán kezdték pályafutásukat. Most versenyben vannak, hogy felfedezzék az életet, mielőtt meghalnak.

Bolygó álmodozók

A bioaláírások modern kutatása szinte közvetlenül azután kezdődött, hogy 1995-ben felfedezték az első exobolygót – egy gázóriást –, amely egy napszerű csillag körül keringett. A bolygóvadászat hamarosan törékeny és versengővé vált, versenyfutás a címlapokért. Egyes vezető csillagászok kételkedtek abban, hogy a feltűnő, erőforrásokra éhes részmező sokkal többet tudna megvalósítani, mint néhány egyedi bolygó egyszeri mérését. "Az emberek nyíltan szkeptikusak voltak, és néhányan dühösen ellenezték" - mondta Sarah Seager, a Massachusetts Institute of Technology exobolygó csillagásza. Eközben a hasonló gondolkodású kutatók enklávéi gyülekeztek a műhelyekben, hogy a nyitott égbolt értékű új kérdéseket feltárják. „Soha nem mondtunk nemet egyetlen ötletre sem” – mondta Seager, aki akkor még végzős hallgató volt.

Kaltenegger elsőéves volt az egyetemen, amikor híre ment az első óriási exobolygókról. Egy ausztriai kisvárosban nőtt fel, szüleivel, akik támogatták a matematika, a fizika és a nyelvek iránti érdeklődését; a városi könyvtárosok olyan jól ismerték, hogy odaadták neki azokat az új könyveket, amelyeket még nem kategorizáltak. „Minden lehetséges volt” – mondta a neveltetéséről. A Grazi Egyetemen vonzotta az új világok iránti új keresés. Seager, aki 1997-ben találkozott Kalteneggerrel egy nyári iskolai programban, most dicséri azt a figyelemre méltó merészséget, amely egy egyetemistát arra késztetett, hogy csatlakozzon egy olyan részterülethez, amely még mindig olyan szélsőséges és mulandó volt. „Az, hogy ott lehettem az elején, nem volt véletlen” – mondta Seager. Kaltenegger egyetemi tanulmányainak végére az Európai Uniótól kapott finanszírozást, és meghívta magát egy nyílt helyre a Kanári-szigeteken lévő Tenerifén található obszervatóriumba. Ott hosszú, kávétól hemzsegő éjszakákat töltött exobolygókra vadászva, egy posztdoktori Dire Straits albumot hallgatva, mielőtt kibotorkált volna, hogy megnézze, amint felkel a nap egy láva-szórt tájon.

Eközben az űrügynökségek is bekapcsolódtak az akcióba. 1996-ban a NASA egyik adminisztrátora, Dan Goldin nyilvánosságra hozott egy tervet, amely gyakorlatilag az első gázóriás exobolygók felfedezésétől egészen a végzónáig vezetett volna. Tervében hatalmas űralapú obszervatóriumok, a Terrestrial Planet Finders elnevezésűek voltak, amelyek részletes spektroszkópiai méréseket végezhetnek az idegen Földekről, fényüket alkotó színekre bontva, hogy megértsék kémiai felépítésüket.

Még jobb, hogy Goldin valódi képeket akart a bolygókról. 1990-ben a NASA Voyager szondája Sagan parancsára fényképet készített otthonról a Neptunusz pályáján túlról, így egész élő, lélegző, törékeny világunkat egy üregben felfüggesztett halványkék ponttá redukálta. Mi lenne, ha látnánk egy másik halványkék pontot odakint a feketében villogni?

Az Európai Űrügynökség kidolgozta a Darwin nevű földi ikerfelderítő, életkutató küldetés saját változatát. Az akkor 24 éves Kaltenegger jelentkezett, és megkapta az állást. „Megkérdeztem magamtól: ha olyan időben élsz, amikor rájössz, hogy egyedül vagyunk-e az univerzumban, és segíthetek-e? – mondta a Cornellben, és egy halványkék pontot szimbolizáló türkiz drágakő nyakláncot viselt, és a térdén egy teáscsészét egyensúlyozott. "Ha visszatekintek az életemre, valószínűleg ez az, amit meg akarok tenni." Azt a feladatot kapta, hogy mérlegelje a küldetés tervezési kompromisszumait, és készítse el azoknak a csillagoknak a listáját, amelyeket Darwin teleszkópflottájának bolygókat kell keresnie; ezzel párhuzamosan doktorált.

Ám a 2000-es években az Atlanti-óceán mindkét partján összeomlottak a nagy, idegenvadász távcsövek látomásai. A Darwin-tanulmányok 2007-ben meghiúsultak. Ennek egyik oka a JWST saját fejlesztési ütemterve volt, ami felemésztette a költségvetést és a figyelmet. A másik tudományos kétely volt: akkoriban a csillagászoknak fogalmuk sem volt, hogy a Tejútrendszer csillagainak melyik hányadában találhatók sziklás bolygók, amelyekben stabil, mérsékelt éghajlat lehetséges.

Ez a hányad körülbelül egy az ötödhöz, amint azt a Kepler űrteleszkóp mutatta ki, amely 2009-ben indult, és több ezer exobolygót fedezett fel. A Földi Bolygókereső küldetésnek, ha feltámadna, rengeteg helye lenne, ahová mutogathatna.

A Kepler elindítása óta azonban a pragmatikus kompromisszumok arra késztették az asztrobiológusokat, hogy kisebb álmokat álmodjanak, erőforrásaikat szerényebb útra terelve. Egy olyan obszervatórium, mint a Darwin, ki tudta volna venni egy sziklás bolygó jelét egy sokkal fényesebb csillag mellett – ez gyakran egy olyan kihívás, mint egy szentjánosbogár fényképezése, amint az egy reflektor körül repül. De most van egy másik, olcsóbb módszer.

Seager és a Harvard csillagásza Dimitar Sasselov megálmodta az alternatív módszer 2000-ben – egy módja annak, hogy beleszippantsunk egy exobolygó légkörébe, még akkor is, ha a bolygó és a csillag fénye keveredik. Először is, a teleszkópok olyan bolygókat keresnek, amelyek „áthaladnak”, keresztezik csillaguk előtt, a Föld perspektívájából nézve, ami a csillagok fényének enyhe csökkenését okozza. Ezek az átutazások információban gazdagok. Egy tranzit során a csillagok spektruma új dudorokat és hullámokat kelt, mivel a csillagfény egy része átvilágít a bolygó körüli atmoszféra gyűrűjén, és a légkörben lévő molekulák meghatározott frekvenciájú fényt nyelnek el. A spektrális ingadozások mesterkélt elemzése feltárja a nagy magasságokért felelős kémiát. A Hubble Űrteleszkóp 2002-ben kezdte el tesztelni ezt a technikát. nátriumgőz megtalálása egy távoli gázóriás bolygó körül; más teleszkópokkal együtt azóta több tucat célponton megismételte a trükköt.

Most az univerzumnak csak ki kellett köhögnie néhány alkalmas Föld-szerű világot, hogy megnézze.

Az exobolygó-kutatások során úgy tűnt, hogy rengeteg túlfőtt Jupiterrel és alulméretezett Neptunuszszal találkoztak más csillagok körül, de a folyékony víz lehetőségét rejtő sziklás bolygók a Kepler-korszakig szűkösek maradtak. A 2010-es évek közepére Kepler kimutatta, hogy a Föld méretű világok gyakoriak; még néhány potenciálisan lakható embert is észrevett, akik csillagaik előtt haladnak át, mint például a Kaltenegger pár, akit Boruckinak mintáztak. A Kepler által feltárt konkrét példák azonban túl távoliak voltak a megfelelő nyomon követési tanulmányokhoz. Eközben 2016-ban a csillagászok megállapították, hogy a Földhöz legközelebbi csillagnak, a Proxima Centaurinak van egy potenciálisan lakható bolygója Föld méretű. De ez a bolygó nem halad át a csillagán.

2009-ben Kaltenegger, aki akkor a Harvardon dolgozott, és a saját jogán formálta a mezőnyt, és egy munkatársa, Wesley Traub újabb képesítést szerzett. Elgondolkodtak azon, mi kell egy idegen civilizációhoz biosignature gázok kimutatása a Földön — egy bolygó, amelynek légköre viszonylag szoros, fényes csillagon halad át. Felismerték, hogy a JWST-hez hasonló teleszkóp minden egyes áthaladás során csak apró jeleket lát a légköri gázokból, így a statisztikai bizonyosság eléréséhez a csillagászoknak több tucat vagy akár több száz áthaladást kell megfigyelniük, ami évekig tart. Ezen felismerés alapján a csillagászok elkezdték keresni a Földet a halványabb, hidegebb vörös törpecsillagok körüli pályán, ahol a légköri jeleket kevésbé fogja elnyomni a csillagok fénye, és az áthaladások gyakrabban ismétlődnek.

A kozmosz átjött. 2017-ben a csillagászok hét sziklás bolygó felfedezését jelentették be a TRAPPIST-1 nevű vörös törpecsillag körül. Majd szeptemberben tartalékként megjelent a SPECULOOS-2 rendszer. Közel vannak ezek a csillagok. Halványak és vörösek. Mindegyiküknek több sziklás bolygója van, amelyek áthaladnak. Nyáron pedig a JWST a vártnál is jobban működik. Az elkövetkező öt év jelentős részét azzal tölti, hogy keményen bámulja ezeket a rendetlen kőzetgömböket és vegyi anyagokat, amelyek furcsa csillagaik körül forognak. Az olyan teoretikusok számára, mint Kaltenegger, akik az alternatív Földekről álmodoztak a légköri kémiájukkal kapcsolatos jóslatok felé, az évtizedek óta tartó várakozás átadta a helyét a számítógép-monitorokon megjelenő hullámos spektrumok lassú elhalványulásának.

Ragyogó idegen hölgy

Több mint két éven át Kaltenegger irodája – ugyanabban, ahol Sagan dolgozott korábban – befagyott az időben. Először jött a járvány, majd egy szabat. Augusztusban visszatért, és markerrel a kezében haladt a tábláján, és átnézte azon ötletek listáját, amelyek nem tűnnek ki a helyükről az író szobájában. Star Trek sorozat. (Gaia és SETI. Sötét óceánok. Ózon. Szárazföld. Sekély óceánok. Vas?) „Ez a mulatságos rész” – mondta, átlapolva a már publikált tanulmányok témáit.

Kaltenegger 2015-ben lett a Carl Sagan Institute alapító igazgatója, miután a Harvardon, majd Heidelbergben dolgozott, ahol első laborját vezette. Egy napon, amikor Heidelbergben volt, e-mail érkezett a címről Jonathan Lunine, a Cornell csillagászati ​​osztályának vezetője, azt kérdezve, szeretne-e fontos lehetőségekről beszélni. „Megyek, istenem, ez egy „nő a tudományban” esemény. Egy bizonyos ponton túl sok ilyen meghívást kapsz.” Lunine inkább új professzort keresett. Kaltenegger azt válaszolta, hogy szívesebben dolgozna egy interdiszciplináris, asztrobiológiára összpontosító intézetben. Tehát vezessen ide, javasolta.

Egyik délelőtt egy kertben ültünk az egyetemen, nem messze az intézettől, rododendronokkal körülvéve. Ahogy beszűrődött a foltos napfény, egy kismadár felugrott egy fatörzsre, egy kabóca zümmögött, és egy fűnyíró drónja közelebb, majd távolabb került. Ez nyilvánvalóan egy lakott világ volt.

Kaltenegger készlete a kereskedelemben a képzelet: mind abban a típusban, amelyben a csillagászok megbíznak egy 10 milliárd dolláros űrtávcsövet, például a JWST-t tervezve, mind a költőibb típusban, amely felkelti a közönséget. Szóval hogyan nézett ki számára ez a jelenet?

Felpillantott. A fáknak zöld levelei voltak, akárcsak a legtöbb ismert, fotoszintézist végző organizmusnak. Úgy alakultak ki, hogy kihasználják sárga napunkat és bőséges látható fénysugárzását, olyan pigmenteket használva, amelyek felkapják a kék és vörös fotonokat, miközben hagyják, hogy a zöld hullámhosszak visszavergődjenek. De a hidegebb csillagok körüli növények, amelyek mohóbbak a fényre, sötétebb árnyalatot vehetnek fel. „Számomra, ha akarom, teljesen átalakul velünk a kertben, a vörös nap alatt ülve” – mondta. „Minden lila körülötted, mögötted”, beleértve a leveleket is.

A Föld rejtélyes völgyi változatai két évtizeden keresztül erősen szerepelnek Kaltenegger gondolkodásában, a 2000-es évek elején a Darwin-misszióban végzett munkája során kialakult gyötrő kétely miatt.

A cél akkoriban az volt, hogy összehasonlítsák a sziklás, mérsékelt égövi bolygók spektrumát a Föld spektrumával messziről, olyan szembetűnő jeleket keresve, mint a széles körben elterjedt fotoszintézis következtében fellépő oxigénfelesleg. Kaltenegger kifogása az volt, hogy a Föld létezésének első 2 milliárd évében a légkörben nem volt oxigén. Aztán újabb milliárd évnek kellett eltelnie ahhoz, hogy az oxigén magas szintre épüljön fel. És ez a biosignature nem a Föld mai spektrumában érte el a legmagasabb koncentrációt, hanem a késő kréta időszak egy rövid időszakában, amikor a proto-madarak óriási rovarokat kergettek az égen.

Kaltenegger attól tartott, hogy ha nincs jó elméleti modell a Föld saját spektrumának változására, a nagy bolygókutató küldetések könnyen kihagyhatnak egy olyan élővilágot, amely nem illik egy szűk időbeli sablonhoz. Úgy kellett elképzelnie a Földet, mint egy idővel fejlődő exobolygót. Ennek érdekében adaptálta az egyik első globális éghajlati modellt, amelyet James Kasting geotudós fejlesztett ki, és amely még mindig tartalmaz utalásokat az 1970-es évek mágnesszalagos korszakára, amelyből származik. Kaltenegger ezt a kódot olyan egyedi eszközzé fejlesztette, amely nemcsak a Földet képes elemezni. az időben, de radikálisan idegen forgatókönyvek is, és ez továbbra is a labor igáslova.

A kerti csevegésünk utáni napon Kaltenegger mellett ültem az irodában, és Rebecca Payne posztdoktor válla fölött néztem, miközben mindketten hunyorogtunk a fekete háttér szűk szövegsoraira. „Ha nem a fekete színsémát választom, a nap végére a szemem ki akar esni a fejemből” – mondta.

Payne és kollégái a szoftverükhöz olyan alapvető tényeket szolgáltatnak a bolygóról, mint a sugara és a keringési távolság, valamint a csillag típusa. Ezt követően találgatnak a lehetséges légköri összetételről, és lefuttatják a modelljüket, hogy megnézzék, hogyan fog megjelenni a bolygó légköre az eonok során. Amikor ezt megtették a SPECULOOS-2c esetében, azt látták, hogy a virtuális csillagfényben fürdő virtuális vegyszerek felemelkednek, leesnek, és szimulált kémiai reakciók révén megsemmisítik egymást. A képzeletbeli légkör végül egyensúlyba került, és a szoftver kiugrott egy táblázatból. Payne felhúzott egyet a képernyőn. Sorról sorra pörgette az egeret, és sejtéseket mutatott az új bolygó hőmérsékletéről és kémiájáról különböző magasságokban. Ennek az információnak a felhasználásával ő és kollégái különösen bőséges vegyületeket tudtak azonosítani, amelyeket a JWST vagy más műszer képes lehet látni.

Tól Föld-idő-tanulmány Kaltenegger számos lapja ugyanezt a mintát követi. Az a trükkje, hogy elméleti tenyerébe összegyűjti azt, amit a Föld saját gazdagságáról tudunk, majd különböző tengelyek mentén megpörgeti, mint egy kosárlabda. Mi lenne, ha időben visszatekernénk? Mi van, ha egy idegen Földnek más a geológiája? Más légkör? Egész óceán felszíne? Mi van, ha egy vörös nap körül, vagy egy fehér törpe lángolóan forró salakja körül kering?

Például 2010-ben megtalálta hogy az akkor készülő JWST-nek képesnek kell lennie egy vulkánkitörésből származó gázok jelenlétére következtetni, mint például az 1991-es Mount Pinatubo kitörésnél a Fülöp-szigeteken, ha hasonló esemény történt egy exobolygón. Vagy azonosíthatna olyan világokat, amelyeket nem a szén körforgása irányít a felszín és a légkör között (mint a Földön), hanem ehelyett kén által vulkánok szabadítják fel, majd a csillagok fénye bontja le. Az ilyen éghajlati ciklusok fontosak, amikor biosignature gázokat próbálunk azonosítani, és azért is, mert a bolygók nagyobb fizikájának részét képezik. „A biosignatures csak ott ül, mint a cseresznye a torta tetején, de alapvetően sok tortát lehet enni” – mondta Sasselov, aki Kalteneggerrel együttműködött ezekben a projektekben.

Az atmoszféra modellezésén kívül Kaltenegger az elmúlt évtizedet a Föld felderítésével is töltötte, hogy összeállítson valamit egy asztrobiológus érdekességeinek szekrényéből: egy nyilvános adatbázist a furcsa spektrumokról. Ha a csillagászoknak sikerül rendellenes mozgást találniuk egy exobolygó spektrumában, az adatbázisa kulcsot jelenthet annak megfejtéséhez.

Például a Yellowstone Nemzeti Parkba tett kirándulása során Kaltenegger rácsodálkozott a forró tavak felszínén lévő sokszínű mikrobafoltokra. Ez arra késztette őt és kollégáit, hogy 137 baktériumfajt tenyésztettek Petri-csészékben publikálják spektrumukat. "Valószínűleg nincs olyan szín a szivárványban, amelyet most ne találhatna meg a Földön" - mondta Lynn Rothschild, a NASA Ames Kutatóközpontjának szintetikus biológusa és a projekt munkatársa. Kaltenegger csoportja egy másik kollégájának az Északi-sarkvidéken jégmagokat fúró munkája alapján 80 hidegkedvelő mikrobát izolált, amelyek hasonlóak ahhoz, ami egy jégbolygón fejlődhetne ki. referencia adatbázis közzététele ezekből a spektrumokból idén márciusban.

Más világok biofluoreszcens lehet. A Földön a biofluoreszcens organizmusok, például a korallok úgy védik magukat az ultraibolya fénytől, hogy elnyelik azt, és látható fényként újra kibocsátják. Tekintettel arra, hogy a vörös törpe csillagrendszerekben, például a TRAPPIST-1-ben lévő bolygók ultraibolya sugárzásban fürödnek, Kaltenegger azt állítja, hogy az idegen élet ott is hasonló folyamatot fejleszthet ki. (Azóta „az izzó idegen hölgyként” emlegetik.) Azt is tervezi, hogy beszerez egy sor spektrumot, amely a lehetséges lávavilágokat reprezentálja; egy földtudós kolléga és egy frissen érkezett posztdoktor hamarosan elkezdi olvasztani a kőzeteket.

Ahogy a publikációs listája bővült, Kaltenegger megtapasztalta a feltörekvő sztár női tudósok lehetőségeit és méltatlanságait. Egyszer, amikor egy IMAX rövidfilmet forgatott Hawaiin az élet kereséséről, a producerek rövidnadrágba öltöztették, hogy megfeleljen a tudósról alkotott elképzelésüknek, Laura Dernnek. Jurassic Park karakter; a döntés ezután több smink szükségessé tette az összes szúnyogcsípést.

Egy szűk körben, ahol korlátozott mennyiségű teleszkóp-időt kell megosztani, ő ragyogó, melegítő jelenlét, mondták a munkatársak. Ujjai átszövik a levegőt, miközben beszél; a mondatok és a történetek nagy nevetéseket okoznak. „Minden üzenetet aláír, hogy „ölel” – mondta Rothschild. – Nincs más kollégám, aki ezt csinálja.

Első pontok a térképen

Az első biosignatúrák apró, kétértelmű jelek lesznek, amelyek ellentmondó értelmezéseknek vannak kitéve. Valójában néhány állítás már felmerült.

A legrelevánsabb esettanulmány megrázta a csillagászat világát 2020 őszén. Egy csapat, köztük Seager bejelentés hogy egy szokatlan, foszfin nevű vegyületet észleltek a Vénusz felső atmoszférájában, egy izzó, savmosta bolygón, amelyet általában sterilnek tartanak. A Földön a foszfint általában mikrobák termelik. Noha egyes abiotikus folyamatok bizonyos körülmények között előállíthatják a vegyületet, a csapat elemzése azt sugallta, hogy ezek a folyamatok valószínűleg nem fordulnak elő a Vénuszon. Véleményük szerint ez az apró, lebegő vénuszi organizmusokat hagyta elfogadható magyarázatként. – Élet a Vénuszon? az New York Times headline kíváncsi.

A külső csoportok ellentáborokat alkottak. Egyes szakértők, köztük Victoria Meadows, a Washingtoni Egyetem exobolygó-légkör-modellezője, aki Kalteneggeréhez hasonló megközelítést alkalmaz, újraelemezte a Vénusz adatait, és arra a következtetésre jutott, hogy a foszfinjel csak délibáb volt: a vegyszer nincs is ott. Mások, köztük Lunine Cornellben, azzal érveltek, hogy még ha foszfin is van jelen, az valójában geológiai forrásokból származhat.

Kaltenegger ezeket a kritikákat helytállónak tartja. Véleménye szerint a foszfin-saga rávilágít a tudomány és a tudományos finanszírozás közötti visszacsatolási hurokra, amely a jövőbeni jelölt biosignature-eket is összefonhatja. A foszfin bejelentésekor a NASA az utolsó szakaszban volt, hogy négy kis naprendszeri küldetés közül válasszon, amelyek közül kettő a Vénuszhoz kötődik. A következő nyáron a NASA bejelentette, hogy ők ketten repülnek. A foszfinvizsgálat „nagyszerű módja volt a Vénuszra irányuló küldetések jóváhagyásának” – mondta Kaltenegger nevetésben. – Ez a szarkasztikus felfogás. (Jane Greaves, a foszfin tanulmány vezető szerzője azt mondta, hogy csapata nem vette figyelembe a küldetés kiválasztásának folyamatát, és a papír időzítése véletlen egybeesés volt.)

Az exobolygó bioaláírásai utáni vadászat következő fázisa azon múlik, hogy a JWST mit árul el a TRAPPIST-1 bolygókról. Valószínűtlen lehet, hogy valódi bioszignációkat látnak az egükben. A teleszkóp azonban képes észlelni a szén-dioxidot és a vízgőzt a Föld- és Vénusz-alapú modellek által előre jelzett arányokban. Ez megerősítené, hogy a modellezők megfelelően tudják kezelni, hogy milyen geokémiai ciklusok számítanak a galaxisban, és mely világok lehetnek valóban lakhatóak. Ha valami váratlanabbat látnak, az segítene a kutatóknak korrigálni modelljeit.

Egy zordabb lehetőség az, hogy ezeknek a bolygóknak egyáltalán nincs légköre. A vörös törpecsillagokról, például a TRAPPIST-1-ről ismert, hogy olyan napkitöréseket bocsátanak ki, amelyek a csupasz sziklán kívül mindent el tudnak távolítani. (Kaltenegger kétségbe vonja ezt, és azzal érvel, hogy a bolygók gáz-halmazállapotú kibocsátásának folyamatosan pótolnia kell az eget.)

Ennek az évtizednek a második felére felhalmozódnak a több bolygó tranzitjából származó adatok, ami elég ahhoz, hogy a csillagászok ne csak kémiát keressenek ezeken a világokon, hanem azt is megvizsgálják, hogyan gyarapodnak és gyengülnek az adott molekulák évszakról évszakra. Addigra a kiegészítő megfigyelések gyarapíthatják az adatokat. A tervek szerint 2027-től számos új, megdöbbentően nagy obszervatórium nyit medenceméretű tükröt a kozmosz elé – köztük a legnagyobb, a chilei Extremely Large Telescope. Ezek a teleszkópok a JWST-től eltérő hullámhosszú fényre lesznek érzékenyek, alternatív spektrális jellemzőket vizsgálva, és képeseknek kell lenniük a tranziton kívüli bolygók tanulmányozására is.

Mindezek az eszközök még mindig alulmúlják azt, amit a biosignature-vadászok igazán akarnak, amire mindig is vágytak: egyike azoknak az óriási űralapú Földi Bolygókeresőknek. Az év elején, amikor a Nemzeti Tudományos Akadémia kiadott egy befolyásos, napirendet meghatározó jelentést, az úgynevezett decadal surveyt, amely összefoglalja a csillagászati ​​közösség azon elképzeléseit, hogy a NASA-nak mit kellene prioritásként kezelnie, gyakorlatilag a 2030-as évekre halasztották a kérdéssel kapcsolatos jelentős lökést.

– Gondolkoztam ezen: mi van, ha nem mi vagyunk? – mondta Kaltenegger. – Mi van, ha nem a mi generációnk? Egy igazi új generációs bolygóvadász távcső leghamarabb repülésére alapozva arra a következtetésre jutott, hogy a legvalószínűbb jelölt egy ilyen küldetés vezetésére valószínűleg most érettségizett.

Ugyanakkor a korai exobolygó tudósokból álló csoportja mindig is álmodozó volt, mondta. A tudomány pedig mindig is generációk közötti tevékenység volt.

Az irodájában ült, amely Sagané volt, és felvázolt egy konkrét jelenetet. Egy távoli jövő utazója felsétál egy olyan induló űrhajó hídján, mint a Vállalkozás, készen áll az utazásra egy új világba. Kaltenegger biztos benne, hogy ő maga nem lesz a hajón, de "lelki szemeimben látom őket ezzel a régi csillagtérképpel." Az antik térkép a jelölt élő bolygók helyét jelölné. Valószínűleg elavult lenne, csak szentimentális okokból hozta magával. „De én akarok lenni az, aki az első pontokat felhelyezi erre a térképre.”