Kontaktas su nežemiška gyvybe aprašytas daugybėje fantastinių romanų, matytas filmuose, žaistas žaidimuose... O kaip paieškos vyksta realybėje, ką radome ir tikimės rasti artimiausioje ateityje?
Protingi ateiviai – ar, tiksliau sakant, nežemiški gyvi padarai – fantastikoje sutinkami visur. Ar tai būtų daugybę rūšių vienijanti galaktinio masto civilizacija „Žvaigždžių karuose“, ar invazija „Nepriklausomybės dienoje“, ar kontaktas su sunkiai suprantamu, bet tikrai protingų padarų sukurtu artefaktu „Susitikime su Rama“. Ir tai – nieko nuostabaus, nes apie kitoniškas protingas būtybes žmonės mąsto bei svajoja nuo seniausių laikų. Dar II amžiuje gyvenęs satyrininkas, kartais vadinamas pirmuoju rašytoju-fantastu, Lucianas iš Samosatos, viename kūrinyje rašė apie Saulėje ir Mėnulyje gyvenančias tautas ir jų tarpusavio karus. Įvairių pamąstymų apie nežemiškas civilizacijas randame ir vėlesnių amžių rašytojų, filosofų ir mokslininkų veikaluose. Apie juos rašė ir astronomas Johannes Kepler, ir poetas John Milton. XIX amžiuje kurį laiką daugelis astronomų galvojo, jog Marse egzistuoja, arba kadaise egzistavo, civilizacija, mat pro to meto teleskopus planetos paviršiuje matė įvairių tiesių linijų, primenančių dirbtinius kanalus. Vėliau paaiškėjo, kad linijos tėra optinė apgaulė, bet tai nesutrukdė Herbert George Wells būtent iš ten kildinti Žemę užpuolančius ateivius „Pasaulių kare“.
Realybėje, žinoma, protingų nežemiškų būtybių kol kas nesame sutikę. Ir nors tokių būtybių, tiksliau jų skleidžiamų signalų, po truputį ieškoma, daug daugiau šansų, kad pirmoji nežemiška gyvybė, kurią rasime, bus mikroorganizmai. Šiuo atžvilgiu arčiau realybės yra ne „Žvaigždžių kelias“ ar „Pasaulių karas“, o Michael Crichton romanas „Andromedos štamas“, kuriame žmonija susiduria su nežemišku patogenu. Tokia „invazija“ – puikus pagrindas veiksmo kūriniui, bet reali nežemiškų mikroorganizmų grėsmė vertinama kaip menka. Gyvybės paieškos vykdomos už Žemės ribų – Marse, Jupiterio ir Saturno palydovuose, ir stebint planetas už Saulės sistemos ribų.
Prieš ieškodami gyvybės ar bent jau jos egzistavimo įrodymų, turėtume susitarti, ką apskritai galime laikyti gyvybe. Deja, čia susiduriame su pirmąja problema – visuotinai pripažįstamo apibrėžimo nėra. Ar gyvybei būtinos ląstelės? O DNR? Amino rūgštys? Galimybė keisti aplinką? Daugintis? Priklausomai nuo pasirinkto apibrėžimo gali nutikti taip, kad gyvybe nelaikysime, pavyzdžiui, virusų ar hibernuojančių bakterijų, arba priešingai – gyvybe laikysime kristalus ar ugnį. Ir visgi yra keletas bendrybių, kuriomis bandoma remtis ieškant gyvybės už Žemės ribų.
Pirmas bendrumas – cheminė sudėtis. Visai gyvybei Žemėje reikalingi šeši elementai: anglis, vandenilis, azotas, deguonis, fosforas ir siera (jų simboliai sudaro seką CHNOPS). Panaši situacija turėtų būti ir kitur, dėl dviejų priežasčių. Pirmoji – šių elementų tiesiog yra labai daug. Vandenilis yra dažniausiai sutinkamas elementas Visatoje, anglis, deguonis ir azotas – taip pat vieni iš dažniausių. Antroji – dauguma šių elementų gali sudaryti daugybę skirtingų cheminių junginių, o tai svarbu, nes gyvybei greičiausiai reikalinga junginių įvairovė.
Antras bendrumas – vanduo. Kiekvienas gyvas organizmas Žemėje sąveikauja su vandeniu. Yra organizmų, kurie gali ilgą laiką išgyventi be vandens, bet daugintis ir vystytis – ne. Vanduo turi keletą labai svarbių savybių, kurios jį daro puikia terpe gyvybei vystytis. Jis tirpdo daugybę medžiagų, bet ne visas; padeda vykti įvairiausioms cheminėms reakcijoms; ledo tankesnis mažesnis nei vandens, todėl ežerai šąlant pasidengia ledo sluoksniu, bet nesustingsta iki gelmių, taip apsaugodami giliau esančius organizmus. Galiausiai, visur, kur Žemėje atrasta vandens, aptikta ir gyvybės. Žinoma, gali būti, kad kitur gyvybė naudojasi kitokiu skysčiu, ar apskritai apsieina be skysčių, bet vanduo atrodo labai tinkamas kriterijus atsirinkti aplinkoms, kuriose verta gyvybės ieškoti toliau.
Trečias bendrumas – biopėdsakai. Gyvybė sąveikauja su aplinka ir keičia ją taip, kaip negyvybiniai procesai nepajėgia daryti. Pavyzdžiui, daugybė medžių ir fitoplanktono Žemėje išskiria deguonį. Jei jų nebūtų, per kelis tūkstantmečius – akimirksnį kosminiais mastais – deguonies mūsų planetos atmosferoje neliktų, nes jis sureaguotų su paviršiaus uolienomis ar kitomis dujomis ir būtų „užrakintas“. Taigi Žemės deguonis yra gyvybinės kilmės. Taip pat gyvybinės kilmės yra metanas, esantis Žemės atmosferoje; nors šiek tiek metano išmeta ir, pavyzdžiui, ugnikalnių išsiveržimai, pagrindinis jo šaltinis yra įvairios bakterijos. Tad Žemę stebintys kitos civilizacijos astronomai, užfiksavę deguonį ir metaną planetos atmosferoje, galėtų pagrįstai teigti, jog čia turbūt yra gyvybės.
Būtent biopėdsakų – gyvybinių procesų išskiriamų dujų, aptinkamų planetos atmosferoje – paieška yra geriausias šiandieninis būdas ieškoti gyvybės egzoplanetose – planetose už Saulės sistemos ribų. Per pastaruosius tris dešimtmečius, praėjusius nuo pirmosios egzoplanetos atradimo, jų aptikta apie penkis tūkstančius. Astronomai skaičiuoja, kad planetų Paukščių Take turėtų būti daugiau, nei žvaigždžių, arba kitaip tariant, kiekviena žvaigždė turėtų turėti po vieną ar kelias planetas. Kodėl tuomet jų neaptinkame daugiau? Priežastis paprasta – planetą aptikti labai sudėtinga, nes šalia esanti žvaigždė nustelbia daug blausesnę žvaigždės šviesą. Dažnai planetų paieška lyginama su bandymu iš kelių kilometrų atstumo pamatyti jonvabalio skleidžiamą šviesą, kai tas jonvabalis skrajoja aplink automobilio priekinius žibintus. Vienas iš būdų tą padaryti – užfiksuoti žvaigždės pritemimą, kai planeta praskrenda tarp jos ir mūsų. Tai vadinama planetos tranzitu; turėdami labai jautrų teleskopą, galime netgi išmatuoti planetos atmosferos sudėtį. Šiandieniniai teleskopai tą jau pajėgia padaryti, tiesa, dažniau labai karštoms dujinėms planetoms, kurių atmosferos žymiai masyvesnės, nei Žemės. Bet artimiausiu metu pavyks ir tai.
Planetų yra labai daug, ir kasdien atrandama naujų. Net ir su geriausiais teleskopais egzoplanetos atmosferos matavimai užtrunka ilgai, tad kiekvienai planetai dėmesio skirti neįmanoma; reikia jas atrinkti. Vienas būdas tą padaryti – koncentruotis į planetas vadinamojoje gyvybinėje zonoje. Tai yra regionas aplink žvaigždę, kuriame besisukančių planetų paviršiaus vidutinė temperatūra tinkama skystam vandeniui egzistuoti. Žinoma, paviršiaus temperatūra priklauso nuo planetą gaubiančios atmosferos savybių; pavyzdžiui, be atmosferos Žemės vidutinė temperatūra būtų žemesnė už vandens stingimo į ledą temperatūrą. Tad tiksliai nusakyti, kurios planetos patenka į gyvybinę zoną, o kurios ne, ne visada įmanoma, bet kaip gairė paieškoms apriboti šis kriterijus neblogas.
Greta biopėdsakų galime išskirti ir technopėdsakus. Tai yra technologinės civilizacijos egzistavimo požymiai, nebūtinai apriboti viena planeta ar netgi žvaigždine sistema. Ankstyviausias technopėdsakas, kurį gali sukurti besivystanti civilizacija, yra pokyčiai atmosferoje. Pavyzdžiui, Žemės atmosferoje galima aptikti chlorofluorokarbonų (CFC) – junginių, kurie buvo naudojami šaldytuvų gamyboje ir kituose pramoniniuose procesuose, tačiau natūraliai gamtoje nesusidaro. Vandenyje ir uolienose po truputį kaupiasi plastiko bei betono atliekos – irgi dirbtiniai produktai, neturintys natūralių analogų. Kitas pėdsakas yra radijo signalai, sklindantys į kosmosą. Jie gali būti tikslingi – išsiųsti tikintis užmegzti kontaktą su kitomis protingomis būtybėmis – arba atsitiktiniai, elektromagnetinis „triukšmas“ iš radijo ar televizijos transliacijų bei komunikacijų. Mūsų skleidžiami signalai į kosmosą pradėjo plisti prieš kiek mažiau nei šimtą metų; ankstesni siųstuvai nebuvo pakankamai galingi, o naudojami dažniai neprasiskverbdavo pro Žemės atmosferos viršutinius sluoksnius. Buvo išsiųsta ir keletas tikslingų signalų, bet tai buvo daugiau techninių galimybių demonstravimas, o ne bandymas užmegzti su kuo nors realų kontaktą. Juk atstumai tarp žvaigždžių – milžiniški, ir net šviesa tarp jų keliauja daugybę metų, tad bet koks bendravimas būtų labai labai lėtas.
Protingų civilizacijų Visatoje beveik neabejotinai yra daug mažiau, nei tiesiog gyvybę turinčių planetų. Žemė yra puikus to pavyzdys: gyvybė čia egzistuoja apie keturis milijardus metų, o technologinė civilizacija – tik apie dešimt tūkstančių ar mažiau, priklausomai nuo to, kokį pažangumo lygį vadinsime technologiniu. Visgi technopėdsakus aptikti gali būti daug lengviau, nei biopėdsakus – radijo signalai gali būti daug stipresni, nei planetos atmosferos signalas, jai slenkant prieš žvaigždės diską. Žmonija protingų radijo signalų iš kosmoso ieško nuo 1960 metų; per tą laiką įdomiausias atradimas buvo vadinamasis „WOW signalas“, užfiksuotas 1977-aisiais. Jis atsklido daugmaž iš Paukščių Tako centro pusės; tai buvo trumpas labai stiprus radijo bangų žybsnis. Daugiau jis nepasikartojo, o šaltinio vienareikšmiškai nustatyti nepavyko.
Dar vienas technopėdsakas – įvairūs fiziniai artefaktai, kurie gali būti labai dideli, pasklisti labai plačiai, ir/ar išlikti net po juos sukūrusios civilizacijos išnykimo. Labai dideli statiniai, vadinami megastruktūromis, gali būti reikalingi besivystančiai civilizacijai, kuriai ima neužtekti energijos ir gyvenamosios vietos, gaunamos gimtojoje planetoje. Kolonizuoti kitas planetas gali pasirodyti sudėtingiau, nei pastatyti daugybę orbitinių stočių aplink žvaigždę. Jos galėtų surinkti žvaigždės spindulius ir paversti juos naudinga energija. Tolimiems stebėtojams žvaigždė atrodytų tamsesnė ir nuolat mirgėtų, nes jos diską uždengtų vis kitas orbitinių stočių rinkinys. Jei stočių būtų tiek daug, kad jos uždengtų visą žvaigždę – tokia konfigūracija vadinama Daisono spiečiumi – regimųjų spindulių iš jos išvis nebematytume, tačiau pačios stotys švytėtų infraraudonųjų spindulių ruože.
Prieš penkerius metus pasaulio dėmesį patraukė žvaigždė, iki tol turėjusi tik katalogo numerį KIC 8462852. Raidės KIC reiškia „Kepler Input Catalogue“ – taip žymimos žvaigždės, kurias stebėjo kosminis teleskopas Kepler, ieškojęs egzoplanetų tranzitų. KIC 8462852 šviesumas keitėsi, bet toli gražu ne taip, kaip praslenkant planetai. 2011 ir 2013 metais įvyko trys užtemimai, kurių metu žvaigždės šviesis sumažėjo atitinkamai 15, 22 ir 8 procentais. Didžiausia įmanoma planeta žvaigždę būtų pritemdžiusi tik 1-2 procentais. Be to, žvaigždės sukeliami pritemimai pasikartotų reguliariai, o šios žvaigždės atveju taip neįvyko. 2015 metais, paskelbus šių duomenų analizę, žvaigždė pakrikštyta „Tabi žvaigžde“, pagal straipsnio pagrindinę autorę Tabetha Boyajian. Iškelta įvairiausių hipotezių apie pritemimų kilmę; aišku, tarp jų buvo ir protingos civilizacijos megastruktūra. Tiesa, radijo signalų paieškos nedavė jokių rezultatų. Laikui bėgant, nusistovėjo kitas paaiškinimas – aplink žvaigždę sukasi byrančių kometų, asteroidų ar netgi planetos liekanų telkinys, kurio orbita yra nepastovi, o dydis pakankamas, kad uždengtų didelę dalį žvaigždės disko.
Technopėdsakai, kaip minėta, neturi apsiriboti planeta ar netgi žvaigždine sistema, kurioje užgimė juos sukūrusi civilizacija. Ir tam net nereikia tarpžvaigždinio kolonizavimo – užtenka autonominių zondų. Užtektų paleisti vos kelis tokius zondus į kitas planetines sistemas, kurias išžvalgę jie pagamintų savo kopijų ir išskristų tolyn, kad per kelis milijonus metų kiekvienoje Paukščių Tako galaktikos planetinėje sistemoje galėtume rasti bent po vieną zondą. Ir tam netgi nereikia ypatingai futuristinių technologijų. Savo kopijas galinčius kurti trimačius spausdintuvus jau beveik turime, naudingų išteklių išgavimo iš asteroidų technologijos yra bandymų stadijoje, galimybę nusiųsti zondą – kad ir mažytį – į kitos žvaigždės sistemą turėtume išvystyti per kelis dešimtmečius. Toks yra projekto Breakthrough Starshot tikslas – maždaug 2050 metais į artimiausią Saulei žvaigždę Kentauro Proksimą išsiųsti spiečių mažyčių zondų, kurie iki jos nuskristų vos per porą dešimtmečių. Tie zondai bus gerokai per menki, kad galėtų veikti kaip save kopijuojantys spausdintuvai, ir judės pernelyg greitai, kad pasiliktų Proksimos sistemoje, bet jų egzistavimas parodo, kad iš principo toks scenarijus įmanomas. Turint omeny, kad Saulės sistemoje tokio zondo neradome, kyla klausimas – kodėl? Ar tai reiškia, kad Galaktikoje nėra kitų protingų civilizacijų, ar kad nei viena iš jų nesugalvojo siųsti zondo (arba išnyko, nespėjusi pasiekti pakankamo technologinio lygio)? O gal zondai egzistuoja, tiesiog pakankamai gerai užmaskuoti, kad mūsų instrumentai dar nepajėgtų jų aptikti?
Kaip bebūtų, gyvybės paieškos Saulės sistemoje vyksta. Jos gali būti daug be tarpiškesnės, nei egzoplanetų atveju – visgi iki kitų Saulės sistemos planetų, jų palydovų, asteroidų ir kometų gali nuskristi mūsų zondai. Ilgą laiką pagrindinis gyvybės paieškų taikinys buvo Marsas: planetos panašumas į Žemę žadino ir mokslininkų, ir rašytojų vaizduotę. Praeito amžiaus aštunto dešimtmečio pabaigoje NASA į Raudonąją planetą nusiuntė su zondus Viking, kuriuose įrengti eksperimentai turėjo patikrinti mikroorganizmų egzistavimo hipotezę. Vienas iš trijų eksperimentų buvo skirtas patikrinti, ar „pamaitinus“ ir pašildžius Marso grunto mėginį, jame prasidės metabolinės reakcijos. Gauti rezultatai rodė tokių reakcijų produktų atsiradimą, tačiau kiti du eksperimentai neaptiko jokių organinių molekulių grunto mėginiuose, tad nuspręsta, kad ir pirmojo eksperimento rezultatai turbūt buvo ne gyvybės pasekmė, o kažkas kito. Po kelių dešimtmečių pavyko išsiaiškinti, kad „kažkas kito“ greičiausiai buvo cheminiai junginiai, vadinami perchloratais – pašildyti jie vykdo panašias reakcijas, kokias galėtų vykdyti ir kai kurie mikroorganizmai. Vėlesni Marso tyrimų zondai konkrečiai gyvybės neieškojo, bet 2012 metais nusileidęs „Curiosity“ įrodė, kad tolimoje praeityje Marso paviršiuje buvo daug skysto vandens, taigi gyvybei tinkamos sąlygos. Šiuo metu į Marsą skrendantys Kinijos zondas „Tianwen-1“ ir NASA zondas „Perseverance“ ieškos šiandieninės ar praeityje egzistavusios gyvybės pėdsakų.
Pastaraisiais metais dėmesys nuo Marso krypsta tolyn, į Jupiterio ir Saturno palydovus. To priežastis – skystas vanduo. Gali pasirodyti keista, kad toli nuo Saulės esančiuose kūnuose egzistuoja skystas vanduo. Temperatūra jų paviršiuje gerokai žemesnė už nulį, juos dengia stori ledo sluoksniai. Bet tas pats ledas veikia kaip puikus šilumos izoliatorius, leidžiantis gelmėse egzistuoti milžiniškiems vandenynams. Jupiterio palydove Europoje skysto vandens yra daugiau, nei Žemėje, nors Europos masė už mūsų planetos mažesnė net 120 kartų. Saturno palydovas Enceladas taip pat turi popaviršinį vandenyną, panašūs dariniai galimai egzistuoja ir Encelado kaimyne Titane bei aplink Jupiterį besisukančiuose Kalistoje ir Ganimede. Energijos, neleidžiančios vandenynams užšalti, palydovai gauna iš radioaktyvių elementų skilimo jų gelmėse bei iš motininių planetų gravitacijos, kuri nuolat tampo ir gniuždo palydovus (šis reiškinys vadinamas potvyniniu tempimu; tokiu pačiu būdu Mėnulis sukelia potvynius Žemėje, o daug masyvesni Jupiteris ir Saturnas gali išjudinti ir palydovų uolienas). Bet svarbu ne tik vandens egzistavimo faktas. Iš Encelado ir Europos paviršių kaustančių ledynų veržiasi geizeriai, kurie leidžia nustatyti vandenyno cheminę sandarą. Ištyrus geizerius paaiškėjo, kad ten yra įvairių cheminių junginių, kurie šaltame vandenyje nesusiformuotų. Taigi vandenynuose, greičiausiai jų dugne, yra kažkokie lokalūs energijos šaltiniai, gerokai įkaitinantys vandenį. Viena galimybė – hidroterminės versmės, aptinkamos ir Žemės vandenynų dugne. Jų aplinkoje randama daugybė įvairiausių gyvų organizmų, kai kurie iš jų yra keistesni nei bet kurie kiti Žemėje. Viena hipotezė netgi teigia, kad visa Žemės gyvybė prasidėjo būtent hidroterminių versmių aplinkoje. Tad Europa ir Enceladas pastaraisiais metais laikomi tikėtiniausiomis vietomis rasti nežemišką gyvybę Saulės sistemoje. Į Europą 2024 metais išskris dedikuota NASA misija, panaši misija į Enceladą yra planuojama. Nors misijų parengimas ir skrydis trunka ilgai, po kokio dešimtmečio galbūt jau žinosime, ar po šių palydovų ledu slepiasi kas nors gyvo.
Yra ir egzotiškesnių idėjų, kur Saulės sistemoje galėtų būti gyvybės. Pavyzdžiui, Veneroje. Nors antrosios planetos nuo Saulės paviršius yra toli gražu nesvetinga vieta – 90 kartų aukštesnis nei Žemėje slėgis, daugiau nei 400 laipsnių temperatūra ir rūgštūs lietūs sunaikintų bet kokią mums žinomą gyvybę. Bet 50 kilometrų virš paviršiaus temperatūra ir slėgis yra panašūs į žemiškuosius. Be to, tankioje atmosferoje randama daug įvairių cheminių junginių, kurie galėtų pasitarnauti kaip maistas mikroorganizmams. Kai kurie mokslininkai netgi iškėlė hipotezę, jog Veneroje matomi keisti ultravioletinius spindulius sugeriantys debesys, kurių kilmė kol kas neišaiškinta, gali būti mikroorganizmų spiečiai, plūduriuojantys atmosferoje. Bet tai – tik spekuliacija.
Dar viena egzotiška gyvybės paieškų vieta – Saturno palydovas Titanas. Tik ne jo gelmės, kur gali egzistuoti skysto vandens, bet paviršius, kuriame taip pat yra jūrų ir ežerų, teka upės, lyja lietūs ir sninga. Tik skystas ten ne vanduo, o metanas ir etanas – junginiai, Žemėje sudarantys gamtines dujas. Titaną gaubia tanki atmosfera; ir joje, ir palydovo paviršiuje randama įvairiausių sudėtingų cheminių junginių. Laboratoriniais eksperimentais vis sukuriami junginiai, galintys atlikti gyvybinių audinių – pavyzdžiui, ląstelių membranų ar energijos kaupimo molekulių – funkcijas Titano sąlygomis. Jei ten egzistuoja gyvybė, ji būtų visiškai nepanaši į žemiškąją, nes remtųsi kitokiu biocheminių reakcijų tinklu. Bet tai tikrai nereiškia, kad jos būtų negali.
Kol kas už Žemės ribų gyvybės neradome. Tiesa, ir ligšiolinės paieškos buvo daugiau bandymai apgraibomis tamsiame kambaryje rasti juodą katę, net nežinant, ar katė ten yra. Taigi faktas, kad gyvybės neradome, negalėjo nieko pasakyti apie tai, ar gyvybė egzistuoja. Šiandieninės technologijos leidžia jei ne sukurti prožektorių katės paieškoms, tai bent įžiebti degtuką. Tad per artimiausią dešimtmetį jau gausime tvirtesnį atsakymą. Jei gyvybė kosmose yra dažnas reiškinys, turėtume jos pėdsakų atrasti. Jei nerasime, žinosime, kad ji tikrai nėra dažna.