1995-ben egy tudóspáros felfedezett egy Naprendszerünkön kívüli bolygót, amely egy naptípusú csillag körül kering. A felfedezés óta – amelyért a tudósok a 2019-es fizikai Nobel-díj egy részét kapták – a kutatók több mint 4000 exobolygót fedeztek fel, köztük néhány Föld-szerű bolygót, amelyek potenciálisan életnek adhatnak otthont.
Az életet rejtő bolygók kimutatásához azonban a tudósoknak először meg kell határozniuk, hogy milyen jellemzők utalnak az élet jelenlétére (vagy egykori jelenlétére).
Az elmúlt évtizedben a csillagászok nagy erőfeszítéseket tettek annak érdekében, hogy megtalálják az élet egyszerű formáinak nyomait – az úgynevezett “biosignatúrákat” -, amelyek máshol is létezhetnek az univerzumban. De mi van akkor, ha egy idegen bolygó intelligens életnek adott otthont, amely technológiai civilizációt épített? Létezhetnek-e olyan “technosignatúrák”, amelyeket egy másik világ civilizációja hozna létre, és amelyek a Földről is láthatóak lennének? És lehet, hogy ezeket a technosignatúrákat még könnyebb lenne kimutatni, mint a biosignatúrákat?
Adam Frank, a Rochesteri Egyetem fizika- és csillagászprofesszora olyan támogatást kapott a NASA-tól, amely lehetővé teszi számára, hogy elkezdje megválaszolni ezeket a kérdéseket. Az ösztöndíj a technosignatúrák – a más bolygókon használt múltbeli vagy jelenlegi technológia kimutatható jelei – tanulmányozását finanszírozza. Ez az első, nem rádiós technosignature-ösztöndíj, amelyet a NASA valaha is odaítélt, és a földönkívüli intelligencia kutatásának (SETI) izgalmas új irányát jelenti. A támogatás lehetővé teszi Frank számára, hogy Jacob-Haqq Misra, a Blue Marble Space nemzetközi nonprofit szervezet munkatársaival, Manasvi Lingam, a Florida Institute of Technology munkatársaival, Avi Loeb, a Harvard Egyetem munkatársaival és Jason Wright, a Pennsylvania Állami Egyetem munkatársaival együtt elkészítse az első bejegyzéseket egy online technosignature könyvtárban.
“A SETI mindig is azzal a kihívással szembesült, hogy kitalálja, hol keressen” – mondja Frank. “Mely csillagokra irányítod a teleszkópodat és keresed a jeleket? Most már tudjuk, hogy hol keressük. Több ezer exobolygónk van, köztük olyan bolygók a lakhatósági zónában, ahol élet alakulhat ki. A játék megváltozott.”
A kutatás jellege is megváltozott. Egy civilizációnak természeténél fogva meg kell találnia a módját, hogy energiát termeljen, és – mondja Frank – “az univerzumban csak ennyi energiaforma létezik. Az idegenek nem varázslatok.”
Bár az élet sokféle formát ölthet, mindig ugyanazokon a fizikai és kémiai alapelveken fog alapulni, amelyek a világegyetem alapját képezik. Ugyanez az összefüggés érvényes egy civilizáció felépítésére is; minden technológia, amit egy idegen civilizáció használ, a fizikán és a kémián fog alapulni. Ez azt jelenti, hogy a kutatók a földi laboratóriumokban tanultakat felhasználhatják arra, hogy eligazodjanak abban, hogy mi történhetett máshol az univerzumban.
“Remélem, hogy ennek a támogatásnak a segítségével új módszereket fogunk számszerűsíteni az idegen technológiai civilizációk jeleit, amelyek hasonlóak vagy sokkal fejlettebbek a miénkhez” – mondja Loeb, a Frank B. Baird, Jr, a Harvard tudományos professzora.
A kutatók a projektet két lehetséges technológiai jelenség vizsgálatával kezdik, amelyek egy másik bolygó technológiai tevékenységére utalhatnak:
- Napelemek. A csillagok az univerzum egyik legerősebb energiatermelői. A Földön a csillagunk, a Nap energiáját hasznosítjuk, így “a napenergia felhasználása elég természetes dolog lenne más civilizációk számára” – mondja Frank. Ha egy civilizáció sok napelemet használ, akkor a bolygóról visszaverődő fénynek egy bizonyos spektrális jellegzetessége – a visszavert vagy elnyelt fény hullámhosszának mérése – jelezné a napkollektorok jelenlétét. A kutatók meghatározzák a nagyméretű bolygószintű napenergia-gyűjtés spektrális jeleit.
- Szennyezőanyagok. “Hosszú utat tettünk meg annak megértése felé, hogy a világok légkörében jelen lévő gázok alapján hogyan mutathatjuk ki az életet más világokon” – mondja Wright, a Penn State csillagászat és asztrofizika professzora. A Földön a légkörünkben lévő vegyi anyagokat a vegyi anyagok által elnyelt fény alapján tudjuk kimutatni. Néhány példa ezekre a vegyi anyagokra: metán, oxigén és mesterséges gázok, például az egykor hűtőközegként használt klórozott-fluorozott szénhidrogének (CFC-k). A bioszignatúra-vizsgálatok olyan vegyi anyagokra összpontosítanak, mint a metán, amelyet az egyszerű élet termel. Frank és kollégái katalogizálni fogják a vegyi anyagok, például a CFC-k jeleit, amelyek egy ipari civilizáció jelenlétére utalnak.
Az információkat a technosignatúrák online könyvtárában fogják összegyűjteni, amelyet az asztrofizikusok összehasonlító eszközként használhatnak majd az adatgyűjtés során.
“A mi feladatunk az, hogy azt mondjuk: “ebben a hullámhosszsávban láthatunk bizonyos típusú szennyezőanyagokat, ebben a hullámhosszsávban pedig a napelemekről visszaverődő napfényt” – mondja Frank. “Így a távoli exobolygót megfigyelő csillagászok tudni fogják, hol és mit kell keresniük, ha technosignatúrákat keresnek.”
A munka Frank korábbi, elméleti asztrofizikával és SETI-vel kapcsolatos kutatásainak folytatása, beleértve egy matematikai modell kidolgozását annak bemutatására, hogy egy technológiailag fejlett népesség és bolygója hogyan fejlődhet vagy omolhat össze; hipotetikus “exo-civilizációk” osztályozását az energia hasznosítására való képességük alapján; és egy gondolatkísérletet, amely azt kérdezi, hogy egy korábbi, rég kihalt földi technológiai civilizáció ma még kimutatható lenne-e.
A Rochesteri Egyetem rendelkezésre bocsátása