Zvětšit obrázek

Ke specifikaci parametrů pro nové výpočty lokalit s možnou existencí života využívají vědci nové poznatky o extremofilech. Na obrázku je písek z Antarktidy. Šipka ukazuje jak i v tamních, po všech stránkách nehostinných poměrech, může skryt před škodlivým zářením, bujet mikrobiální život. (Kredit: C Cockell)

V uplynulém týdnu se v Postupimi konal European Planetary Science Congress. Jedním z referujících účastníků byl  Dr Axel Hagermann z Open university. Hagermann se svými kolegy navrhuje způsob, jak matematicky (pomocí tzv. „habitability indexu“)  zjistit počet možných lokalit vhodných k osídlení.  V současné době nepanuje mezi odborníky shoda v tom, jak to určit, neboť se nemohou dohodnout ani na vhodném způsobu, jak podmínky pro život posoudit. Nejznámějším pokusem o stanovení rozsahu života ve vesmíru se stala takzvaná Drakeova rovnice. Je už ale poměrně omšelá, hlavně proto, že v době jejího vzniku některé vstupní parametry dávaly přehnaně optimistické závěry a mnohdy budila dojem, že ve vesmíru může být život prakticky všude, kam se jen podíváme. Nutně muselo přijít rozčarování  a tak není divu, že se vědci stále snaží o napravení reputace rovnice o nalezení vstupních parametrů, které by závěry plynoucí z řešení zmíněné rovnice co nejvíce přiblížilo realitě. Vědci z Open university patří k těm, kteří se o něco takového snaží.

Frank Drake a jeho rovnice

Zvětšit obrázek

Frank Drake se svojí slavnou rovnicí.

Současnými technologiemi není možno přímo pozorovat potenciální projevy mimozemského života na exoplanetách. Lze pouze odhadnout, zda-li ta která dosud objevená planeta má potenciální podmínky pro uchycení života. Tedy zejména přítomnost vody v tekutém stavu (z dlouhodobého hlediska).
Dr. Frank Drake je nyní emeritním profesorem astronomie a astrofyziky na University of California v  Santa Cruz.  V roce 1960 se stal slavným, když se pokusil odhadnout počet mimozemských civilizací v naší galaxii. To, že by mimozemský život mohl (ba dokonce měl) existovat i v jiných hvězdných systémech a jiných galaxiích, lze odvodit z jeho rovnice, která stanovuje pravděpodobnost pro inteligentní mimozemský život. U exoplanet je jejich zkoumání a pozorování teprve v začátcích a v podstatě jen na základě nepřímých projevů. Proto ani Drakeův odhad existence relativně velkého množství mimozemských civilizací není podpořen pozorováním, neboť se nám žádné známky existence inteligence ve vesmíru najít zatím nepodařilo. Tato disproporce bývá nazývána Fermiho paradox.  V podstatě je tedy činnost vědců z Open university vedena snahou vylepšit Drakeovu rovnici.

Slavná rovnice

Zvětšit obrázek

Kolonie bakterií využívajících jako zdroj životní energie radioaktivitu (rozkladnými produkty vody jsou kyslík a vodík), byly objeveny ve zlatém dole v Jižní Africe. Kapsa ve které mikrobi žijí byla uzavřena před 2,7 milionem let. Credit: Nicolle Rager Fuller, National Science Foundation

Klasická definice prostředí vhodného k životu je založena na přítomnosti rozpouštědla, například vody, dostupnosti surovin pro tvorbu živé hmoty, mírné podmínky a nějaký zdroj energie. Tak si nyní představujeme podmínky vhodné pro život. Takzvaný Venniho diagram, který takové lokality vymezuje, nám ale nedává možnost kvantifikovat o jak skutečně vhodné místo k životu, ve srovnání s jiným místem, jde. Hagermann se svým kolegou profesorem Charlesem Cockellem nyní snaží o jednoduchý normalizovaný indikátor obyvatelnosti, který by matematicky charakterizoval variabilitu každého ze čtyř kriterií vhodnosti pro život. Hlavní je pro ně kvalita zdroje energie, který může být nápomocen, případně bránit, rozvoji života.
Elektromagnetické záření lze zjednodušeně kvantifikovat pomocí termínů délky vlny a energie v joulech. Existuje ale mnoho věcí, které jsou pro život rovněž důležité. Vžitou představu, že viditelné a infračervené světlo jsou důležité pro život a že ultrafialové a radioaktivní záření zase škodí, do značné míry nabourávají extremofilní organismy. Tak například planeta s tenkou vrstvou atmosféry, která není schopna zabránit pronikání škodlivému záření, již nemusí být synonymem pro pustou planetu. Život by se na ní mohl vyvíjet v určité hloubce, kam zlé účinky radiace nedosáhnou.  Vhodnými zdroji energie mohou být také jen pouhé horké prameny v temných pustinách oceánů.

Zvětšit obrázek

Axel Hagermann, původem z Německa, vystudoval v Anglii, pracoval v Japonsku na projektu JAXA-ISAS, krátce se živil jako manager rozhlasové stanice, získal grant a je nyní vědeckým pracovníkem Open University v Milton Keynes (Velká Británie).

V jihoafrickém dole byl nedávno dokonce nalezen život v hloubce tří kilometrů, který se rovněž obejde bez Slunce a ke spokojenosti mu stačí anorganický substrát a radioaktivní záření.  Jde o baktérie, které doslova žijí z radioaktivity. Uran pro ně vytváří vodík a ten se jim ve spojení s přítomnými sírany stává zdrojem využitelné energie. Živí se tak už po milióny let a je jim zcela jedno, co se na povrchu Země děje. Podrobnosti viz článek „Radioaktivita jako základ života“.  Právě takové poznatky jsou tím, co nyní  astrobiology či xenobiology zajímá nejvíce.  Poznáním extrémů se snaží definovat optimální oblasti pro existenci života, oblasti obyvatelné a ty, které jsou ještě méně vhodné, než jakými jsou například pouště v Maroku. 

Vědci připouštějí, že může existovat mnoho důvodů, pro něž indexy, které mají charakterizovat vhodnost pro rozvoj života a obyvatelnost daného místa, mohou být nepřesné.  Snaha dostat vhodnost prostředí pro rozvoj života do matematických rovnic je ale neopouští. Vystoupení na kongresu v Německu mělo za cíl vyvolat diskusi a najít další spolupracovníky na tvorbě takových indexů, které by co možná nejlépe charakterizovaly podmínky nutné pro vznik života. Ty by pak měly dát odpověď na otázku - kolik vhodných lokalit  pro vznik života v naší Sluneční soustavě je. Podle všeho se brzo dočkáme nových matematicky podložených úvah na téma - kolik je ve vesmíru civilizací a kolik vhodných míst budeme mít k případnému osídlení.
 
Pramen: Europlanet Media Centre
http://www.europlanet-eu.org/demo/