Δημιουργία πλανητών σαν τη Γη στον Κυβερνοχώρο

Από σελίδα της NASA , Φεβρουάριος 2003

Μια καλλιτεχνική άποψη για ένα πλανήτη όμοιο με τη Γη

Συνταγή: Πάρτε μια βραχώδη μάζα [διαμέτρου περίπου 12.8 χιλιάδες χιλιόμετρα], προσθέστε διοξείδιο του άνθρακα, υδρατμό και μεθάνιο. Βάλτε το σε σταθερή, κυκλική τροχιά, στην ίδια απόσταση από ένα αστέρι όπως η Γη μας από τον ήλιο και θερμοκρασίας κατά μέσο όρο 10 βαθμούς Κελσίου για 1 δισεκατομμύριο χρόνια.

Κατά τη διάρκεια των επόμενων ετών, επιστήμονες από το Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA προγραμματίζουν να "μαγειρέψουν" μια σειρά πλανητών με συνταγές που να βασίζονται όπως την παραπάνω και να παίξουν με διάφορα συστατικά. Αλλά δεν θα χρησιμοποιούν πραγματικά υλικά -- όλα θα γίνουν στον κυβερνοχώρο. Ο τελευταίος στόχος είναι να προσομοιώσουν μια σειρά κατοικήσιμων πλανητών, και να βρουν πώς μπορεί να εμφανίζονται αυτοί οι πλανήτες όταν θα τους ψάχνουν στις αποστολές του μέλλοντος.

Η Δρ Vikki Meadows είναι η κύρια ερευνήτρια του Εικονικού Πλανητικού Εργαστηρίου (Virtual Planetary Laboratory), ένα πρόγραμμα που επιλέχτηκε ως ένας νέος στόχος για το ίδρυμα Αστροβιολογίας της NASA. Πρόκειται για πρόγραμμα που θα δημιουργήσει τα εργαλεία που θα μιμηθούν μια διαφορετική περιοχή πλανητών και των μορφών της ζωής.

Το Εικονικό Πλανητικό Εργαστήριο θα υλοποιηθεί με τους καλύτερους διαθέσιμους υπερυπολογιστές, και μια ομάδα 28 ερευνητών από διάφορες ειδικότητες, όπως στατιστικολόγους μέχρι βιολόγους, για να διαμορφώσουν μια ομάδα πλανητικών ατμοσφαιρών. Τα συμπεράσματα της ομάδας θα επηρεάσουν άμεσα την ανάπτυξη των μελλοντικών διαστημικών αποστολών όπως ο Terrestrial Planet Finder (επίγειος ανιχνευτής πλανητών), οι οποίες θα ψάξουν για κατοικήσιμους πλανήτες γύρω από άλλα αστέρια.

"Προσπαθούμε να χτίσουμε έναν επίγειο πλανήτη μέσα σε έναν υπολογιστή", αναφέρει η Meadows. "Αυτό θα μας βοηθήσει να καθορίσουμε  με τι θα μοιάζουν τα σημάδια της ζωής σε έναν εξωηλιακό πλανήτη, μόλις έχουμε την τεχνολογία για να τους μελετήσουμε".

Τα πιο κοντινά πλανητικά συστήματα είναι πολλά έτη φωτός μακριά, αλλά το εξασθενημένο φως που οι πλανήτες εκπέμπουν, εάν χωριστούν στις συχνότητες που το αποτελούν, μπορούν να παράσχουν έναν πλούτο πληροφοριών. Με την ανάλυση των χρωμάτων της ακτινοβολίας (φασματογραφία) που θα ανιχνεύονται από τον Terrestrial Planet Finder, οι αστρονόμοι μπορούν να ψάξουν για τα σημάδια των βιολογικών προϊόντων. Αυτά τα "βιοσημάδια" μπορούν να παράσχουν αποδείξεις ότι τα περιβάλλοντα σε αυτούς τους πλανήτες μπορούν να είναι σε θέση να υποστηρίξουν ζωή. Αλλά με τι θα μοιάζουν αυτές οι "βιουπογραφές"; Αυτή είναι η πρόκληση για το Εικονικό Πλανητικό Εργαστήριο που θα φτιαχτεί.

Η Δρ Cherilynn Morrow του Διαστημικού Επιστημονικού Ιδρύματος του Boulder στο Κολοράντο, ένα μέλος της ομάδας αυτής, λέει ότι το Εικονικό Πλανητικό Εργαστήριο θα βοηθήσει τους επιστήμονες να ξέρουν πώς να αναγνωρίσουν τους κατοικήσιμους κόσμους και θα κάνει διακρίσεις μεταξύ των πλανητών με και χωρίς τη ζωή.

"Το Εικονικό Πλανητικό Εργαστήριο θα διαδραματίζει έναν βασικό ρόλο στον να καθορίσουμε πώς θα διευθύνουμε την αναζήτησή μας για τους έμβιους κόσμους, που βρίσκονται γύρω από άλλα αστέρια του Γαλαξία μας", λέει η Morrow, που  καθοδηγεί την εκπαίδευση του προγράμματος.

Αυτήν την περίοδο, οι επιστήμονες είναι περιορισμένοι σε ένα μοντέλο μόνο ενός κατοικήσιμου πλανήτη: τη Γη. Το κλειδί για να διευρύνουμε την γνώση μας για τους κατοικήσιμους πλανήτες είναι να παίξουμε με τη συνταγή της κατασκευής του, δοκιμάζοντας διαφορετικούς συνδυασμούς μεγέθους, σύνθεσης και θέσης, λέει η Meadows. Ένας κόσμος με άφθονα μικρόβια, παραδείγματος χάριν, θα μπορούσε να παραγάγει μια ατμόσφαιρα τους πλούσια σε μεθάνιο. Και για να μάθουμε για την εύλογη περιοχή των θερμοκρασιών στην οποία μπορεί να υπάρξει η ζωή, "θα μοντελοποιήσουμε οτιδήποτε: από τις παγωμένες κολάσεις έως τις καυτερές κολάσεις", λέει η Meadows.

Για να βοηθήσει τους επιστήμονες να αναγνωρίσουν τη νέα Γη, η ομάδα θα μοντελοποιήσει το πλανήτη μας δεδομένου ότι αυτή θα είχε εμφανιστεί στο διάστημα δισεκατομμύρια έτη πριν, προτού η ατμόσφαιρά της να γίνει πλούσια σε οξυγόνο.

Ένας εξίσου σημαντικός στόχος του προγράμματος είναι να μάθουν οι επιστήμονες πώς να αναγνωρίσουν τα λεγόμενα "ψευδοθετικά σημάδια" -- πλανήτες που μπορούν να εμφανιστούν ότι έχουν ζωή, αλλά στην πραγματικότητα δεν έχουν. Αυτοί οι πλανήτες θα μιμούνται μερικά από τα αποδεκτά σημάδια της ζωής, αλλά θα το έκαναν χρησιμοποιώντας γεωλογικές και ατμοσφαιρικές διαδικασίες. Τέτοιοι πλανήτες μπορεί να είναι διακριτοί από τους κατοικημένους κόσμους αν ειδωθούν σε μια ευρύτερη φασματική σειρά, ή με τη λήψη πολλών μετρήσεων για μεγάλη χρονική περίοδο, για να κατανοήσουμε το τρόπο που αλλάζουν οι "βιουπογραφές".

Στην πρώτη φάση του προγράμματος, το λογισμικό θα χρησιμοποιηθεί για να επαναδημιουργήσει τους πλανήτες με τους οποίους είμαστε εξοικειωμένοι : την Αφροδίτη, τη Γη και τον Άρη. Η σύγκριση των μοντέλων με τα πραγματικά στοιχεία από τις παρατηρήσεις αυτών των πλανητών θα κάνει τους επιστήμονες να δουν εάν το λογισμικό παράγει ακριβείς προσομοιώσεις. Τα πιο πρόσφατα στάδια θα παραγάγουν αβιοτικούς, ή μη-έμβιους, πλανήτες, και τελικά, πλανήτες όπου έχει βρει η ζωή μια βάση.

Η Meadows τονίζει ότι αυτή και οι συνάδελφοί της δεν ψάχνουν για εξωγήινους ΕΤ.  Θέλουν να βρουν πρώτα κατώτερη ζωή -- ακόμα και μικροβιακή. "δεν ψάχνουμε για την ευφυή ζωή", λέει η Meadows. "Ψάχνω για bugs από το διάστημα".