Stort rymdteleskop som behövs för att söka liv på främmande planeter

Människan kommer antagligen att behöva vänta några decennier för att ta reda på om livet är vanligt utöver vårt eget solsystem.

Medan NASAs James Webb Space Telescope (JWST) - som planeras att starta 2018 - kommer att kunna hitta tecken på livet på närliggande exoplaneter, kommer en bred och bona fide jakt på livet bortom jordens grannskap att kräva större rymdfarkoster som inte ens på byråns böcker, säger experter.

"Att hitta bevis på det faktiska livet kommer att ta en annan generation teleskop", säger JWST teleskopforskare Matt Mountain, chef för Space Telescope Science Institute i Baltimore, under en NASA-briefing måndag den 14 juli. "Och för det ska vi behöva nya raketer, nya tillvägagångssätt för att komma in i rymden, nya tillvägagångssätt för stora teleskop - avancerade optiska system." [10 exoplaneter som kan vara värd för Alien Life]

En chans att hitta tecken på livet

JWST på 8,8 miljarder dollar har 18 hexagonala spegelsegment som kommer att fungera tillsammans för att bilda en 21 meter bred spegel (större än någon annan spegel som någonsin flygit i rymden, sade NASA-tjänstemän. (För jämförelse spelar byråns ikoniska Hubble rymdteleskop en 8 fot eller 2,4 m primär spegel.)

JWST är optimerad för visning i infrarött ljus. Teleskopet ska kunna göra många olika saker under sitt operativa liv, säger forskare, bland annat genom att skanna atmosfären hos främmande planeter för syre och andra gaser som kan produceras av levande organismer. (Sådant känsligt arbete utförs bäst av rymdteleskop, som inte behöver titta igenom jordens atmosfär.)

JWST kommer att arbeta i samklang med ett annat NASA-rymduppdrag i detta avseende och utföra uppföljningsobservationer på lovande närliggande världar som hittades av byråns Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), som är planerad att spränga i 2017.

"Med James Webb har vi vår första chans - vår första förmåga att hitta tecken på livet på en annan planet", säger MIT astrofysiker Sara Seager under måndagens NASA-briefing. "Nu måste naturen bara försörja oss." [5 djärva anspråk på främmande liv]

Ett nummer spel

Men naturen kanske inte är så villig, åtminstone under JWST-uppdraget, stressar Seager och andra experter. Och allt kommer ner till siffror.

Det finns ingen brist på planeter i Vintergatan. Vår galax stannar med minst 100 miljarder planeter, varav 10 till 20 procent, berättar Mountain, sannolikt cirkeln i sin värdstjärnas "beboeliga zon" - den rättvisa räckvidden av avstånd som kan tillåta att flytande vatten finns på världens yta. Om det inte finns något fruktansvärt speciellt om jorden, då borde livet vara vanligt i hela kosmos, tror många forskare.

Men de flesta exoplaneter är väldigt långt borta, och alla är svaga. JWST, medan stor enligt nuvarande standarder, inte kommer att ha tillräckligt med ljusuppsamlingsområde för att undersöka mer än en handfull potentiellt beboeliga planeter, säger forskare.

En rymdfarkost med en 33 meter lång spegel skulle ge forskare en mycket bättre chans att hitta biosignaturer i främmande atmosfär, men Mountain skulle vilja ha något ännu större.

"Med ett 20 meter teleskop kan vi se hundratals jordliknande planeter runt andra stjärnor", sa han. "Det är vad som krävs för att hitta livet."

Astronomer har bekräftat mer än 800 planeter bortom vårt eget solsystem, och upptäckterna fortsätter att rulla in. Hur mycket vet du om dessa exotiska världar?

Lägger grunden

Det finns inga konkreta planer att bygga och starta ett så stort rymdteleskop, vars storlek skulle innebära ett antal logistiska och tekniska utmaningar. JWST är dock ett potentiellt stort steg längs vägen mot detta mål.

JWST-teamet har till exempel funnit hur man gör spegelsegment med otrolig precision - en färdighet som kan komma till nytta på vägen.

"De är i princip perfekta", säger JWST seniorforskare John Mather från NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, som vann Nobelpriset 2006 för sitt arbete med agenturets Cosmic Background Explorer-satellit.

"Om vi ​​skulle expandera spegeln till storleken på kontinentala USA, skulle spegeln vara exakt inom 3 tum," sa Mather. "Det här är helt fantastisk teknik som vi nu har behärskat och använder."

Jakt på livet på avlägsna världar kommer att vara en generationsansträngning som går från TESS och JWST till andra, större rymdteleskop, sade Seager. Och att övervinna de olika utmaningarna som krävs kommer nästan säkert att kräva samarbete mellan ett antal olika länder och organisationer.

"Att sätta ihop det partnerskap som kan hitta Earth 2.0 är en utmaning som är värd en stor generation," sade Mountain.

Närmare hemmet

Allt detta betyder inte nödvändigtvis att det utomjordiska livet inte kommer att upptäckas förrän mänskligheten lanserar ett enormt rymdteleskop. Faktum är att bekräftelse på att jordländer inte är ensamma i universum kan komma från världar som är mycket närmare hemmet.

Till exempel kommer NASAs nästa Red Planet Rover, som kommer att lanseras 2020, att jaga efter tecken på det förflutna Mars-livet. Och både NASA och Europeiska rymdorganisationen har planer på att bygga upp ett uppdrag till Jupiters havshamande mån Europa, som många experter anser som solsystemets bästa bäst för att vara värd för främmande liv.

Europas JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) uppdrag är för närvarande planerat att spränga 2022 för att studera joviska satelliterna Callisto och Ganymede utöver Europa. NASA-tjänstemän har sagt att de hoppas kunna starta ett Europa-uppdrag någon gång i mitten av 2020-talet.