Et av de eksistensielle spørsmålene de fleste av oss har stilt seg, er om det finnes liv andre steder i universet enn på den lille jordkloden vår.
Jorden er én av åtte planeter i solsystemet vårt. Solen er bare én av hundre milliarder stjerner i Melkeveien, vår egen galakse, med en bredde på 100.000 lysår. Og Melkeveien er bare én av mange milliarder galakser i universet. De nyeste anslagene viser at det kan finnes så mange som 2000 milliarder galakser i det observerbare universet, og at bredden på universet er formidable 93 milliarder lysår.
For å vite hvor det er lurt å lete etter liv, er forskere nå i gang med å undersøke hvilke egenskaper på jorden som har gjort det mulig for livet å oppstå hos oss, og hva som har vært essensielt for at jordkloden har vært beboelig over så lang tid. Dette er viktig å vite for å kunne jakte på mulig liv i andre planetsystemer. For eksempel har jorden vann på overflaten, oksygen i atmosfæren, en stor måne, et kraftig magnetfelt og bevegelige jordplater. Hvilke av disse egenskapene er nødvendige for liv? Og hvilke andre egenskaper er essensielle?
– Vi skal forstå vår egen planet og bruke denne informasjonen til å lete etter mulig beboelige soner i andre planetsystemer. Det store spørsmålet er: Er vi alene? Jeg tenker at vi ikke er alene, men vil vi noen gang få vite det? undrer Trond Torsvik, som er leder av Senter for planetær beboelighet, et senter for fremragende forskning på UiO.
Når senteret hans har karakterisert nøkkelbetingelsene for liv på jordkloden vår, kan astronomene gå mer målrettet til verks og snevre inn hvilke planeter, eller rettere sagt eksoplaneter, som bør studeres nærmere. Og her trengs det en liten spesifisering. Bare planetene i vårt eget solsystem kalles for planeter. Planeter som går i bane rundt andre stjerner, kalles eksoplaneter.
Den første eksoplaneten ble oppdaget av tre astronomer for 30 år siden. Den er ubeboelig og er mye større enn Jupiter.
– De fikk en nobelpris for å ha oppdaget en ubeboelig eksoplanet. Tenk om noen kunne finne en beboelig eksoplanet! Hva hadde vært bedre enn det? Den som finner beviset på liv på eksoplaneter, vil sannsynligvis også få nobelprisen.
Siden den første oppdagelsen rett før årtusenskiftet har astronomer nå funnet mer enn 7000 eksoplaneter. Antallet øker hele tiden.
Sannsynligheten er til stede for at det finnes millioner eller kanskje milliarder med eksoplaneter bare i galaksen vår.
Tung start på jorden
Ved å forstå hvilke mekanismer som har gjort det mulig å danne liv på jorden, vil det være lettere å lete etter de eksoplanetene der det også kan finnes liv.
Da jordkloden ble dannet for 4,56 milliarder år siden, var den, for å si det mildt, svært ubeboelig. Starten var knallhard og ødeleggende. Jorden ble utsatt for et enormt bombardement fra verdensrommet.
– En teori er at 95 prosent av alle bombardementene av jorden skjedde frem til for fire milliarder år siden. Forklaringen på den ødeleggende tiden var en endring av planetbanene til de fire store planetene (Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun) som skapte uorden i asteroidebeltet og sendte mengder av asteroider mot jorden.
Da jorden var 1,8 milliarder år gammel, kom det én milliard kjedelige år. Da skjedde det lite. Først for 750 millioner år siden skjedde det en stor forandring som la grunnlaget for det «moderne livet». 30 millioner år senere kunne det ha gått skikkelig ille. Da ble det kaldere. Nesten hele jordkloden ble dekket med is, men bakteriene overlevde kuldeperioden. Gudskjelov for oss.
Rett type stjerne
Det er mye som skal klaffe. Det finnes ulike typer stjerner. Jo større en stjerne er og jo sterkere den skinner, jo kortere lever den. Dette har med kjernefysikk å gjøre.
Jorden vår svever rundt en stjerne som kalles for G-stjerne. Et viktig poeng er at stjernen må leve så lenge at livet rekker å utvikle seg. Solen har en levetid på ti milliarder år.
Stjerner som er minst fem ganger sterkere enn solen, kalles for F-stjerner. Jo sterkere stjernen er, jo lengre unna må eksoplaneten være for å kunne være i den beboelige sonen.
.jpg)
Svake stjerner kalles for M-stjerner. Her er intensiteten bare 1 prosent av solen vår.
For å snevre inn søket i jakten på liv, er det derfor lurt å begrense søket til de stjernene der sannsynligheten er størst for beboelige eksoplaneter.
Astronomene leter derfor etter stjerner som ligner på solen vår.
En av dem er Kepler-452, 1800 lysår unna. Den har eksoplaneten Kepler-452B.
Noen kaller den for «Earth 2.0» fordi den er nesten like stor som jorden og fordi den attpåtil befinner seg i den beboelige sonen rundt stjernen sin.
– Kepler-452B er en god kandidat. Den har samme avstand fra stjernen sin som jorden har fra solen, forteller Trond Torsvik.
Beboelig sone
Det er også nærliggende å undersøke om det kan ha vært liv på naboplanetene Venus og Mars.
Stjerner er ikke stabile. Intensiteten endrer seg over tid. Siden solens barndom er solen blitt stadig sterkere. Beboeligheten på planeter er derfor tidsbegrenset.
Jorden har ikke alltid vært i den beboelige sonen.
I starten var Venus i den beboelige sonen og kan ha hatt den perfekte avstanden til solen.
Venus kan ha hatt rikelig med vann.
– Hvis det fantes vann, mistet de det tidlig.
For to og en halv milliard år siden ble solen så sterk at Venus ikke lenger var beboelig. Da hadde jorden vært i den beboelige sonen i bare 500 millioner år.
Selv om solen lever om lag fem milliarder år til, er det ingen grunn til å rope hurra for fremtiden vår.
– På et eller annet tidspunkt vil solen utvide seg så kraftig at havet vil fordampe og livet vi kjenner, vil forsvinne. Om noen hundre millioner år bør vi bli bekymret. Da er jorden ubeboelig. Den dagen jordkloden ikke lenger er beboelig, er solen blitt så sterk at Mars havner i den beboelige sonen.
Når astronomene skal lete etter eksoplaneter, må eksoplanetene ha vært lenge nok i den beboelige sonen til at liv skal kunne rekke å utvikle seg.
– Vi prøver å se etter planeter som ikke er for store og ikke for små, kanskje opptil to ganger jordens radius.
Regjeringskvartalet: : Første byggetrinn kan bli to milliarder billigere
Atmosfæren
Sammensetningen av atmosfæren er også viktig. Atmosfæren vår inneholder livsviktig oksygen. Slik har det ikke alltid vært.
Selv om oksygen er viktig for det moderne livet, startet livet på jorden den gangen det ikke fantes oksygen i atmosfæren.
Atmosfære er ikke dagligvare. Verken Merkur eller månen har atmosfære. Venus har en tett atmosfære med svært høy forekomst av karbondioksid. På Mars er atmosfæren svært tynn. Også her består mesteparten av atmosfæren av karbondioksid.
Atmosfærer kan endre seg over tid.
– Jorden vår har hatt tre ulike atmosfærer. Bare den siste atmosfæren vår er et bevis på liv.
Den første atmosfæren på Jorden inneholdt hydrogen og helium, de to vanligste grunnstoffene i universet.
Den andre atmosfæren besto av drivhusgass. Den ble dannet av magmahav og vulkanske gasser.
Men så fikk jorden den tredje atmosfæren. Den er dannet av bioorganismer. I dag inneholder atmosfæren vår 78 prosent nitrogen og 21 prosent oksygen. Uten liv hadde vi aldri fått denne atmosfæren.
Den tredje atmosfæren er unik for jorden og har gjort det mulig for livet å utvikle seg fra encellede til flercellede organismer, slik som planter, fugler og vitenskapsfolk.
Drivhusgassen karbondioksid er også viktig. Jo mer drivhusgass, jo varmere blir planeten.
– I dag har vi 0,04 prosent karbondioksid i atmosfæren. Prosentandelen var 0,02 før den industrielle tiden. For lenge siden var prosentandelen mye høyere. Det reddet jorden den gangen solen var svakere.
Jordkloden har vann, ozon, oksygen og karbondioksid i atmosfæren.
– Det er dette vi ser etter i atmosfæren på eksoplaneter. En slik atmosfære kan være signaturen på liv. Vi kan måle konsentrasjonen av gasser i atmosfæren på eksoplaneter selv om de er svært mange lysår unna.
Vann
Et viktig grunnlag for liv er vann.
Hvis du betrakter planeten vår fra verdensrommet, ser du at brorparten av overflaten er dekket av vann, men volumet av vann er bare 0,12 prosent av jorden, så jordkloden er ikke så våt som mange tror.
– Vannet på jorden skyldes sannsynligvis meteoritter fra de tidligste fasene av kloden vår, men noe vann kan også ha kommet til jorden da månen ble dannet.
Lengden på døgnet
Lengden på døgnet er også interessant. Selv om eksoplaneten er i en beboelig sone, er det svært uheldig om rotasjonshastigheten er slik at bare den ene siden peker mot moderstjernen. Da blir temperaturen for høy på den ene siden og for lav på den andre siden.
Jordens døgnlengde har endret seg siden start. Jorden roterer stadig saktere. I starten varte døgnet bare tre–fire–fem timer.
Månen vår har også betydd mye for livet på jorden. Og månens gravitasjonskraft kontrollerer ikke bare tidevannet, men også helningen på jordkloden. Variasjonen på helningen påvirker årstidene og hvor mye av sollyset som treffer jordens overflate.
Platetektonikken
En vel så viktig betingelse for liv er platetektonikken. Platetektonikken handler om at jordens overflate består av noen svært store og en rekke mindre jordplater som alle beveger seg i forhold til hverandre.
– Platetektonikken regulerer temperaturen, og drivhusgassene og stabiliserer klimaet på sikt. Jeg vil også tilføye: Uten platetektonikken hadde vi ikke hatt noen moderne sivilisasjon, fordi platetektonikken gjør det mulig for oss å få tilgang til de nødvendige mineralene som i dag brukes i batterier og datamaskiner.
Vi må heller ikke glemme magnetfeltet som beskytter planeten mot høyenergiske partikler fra solen. Det betyr at magnetfeltet beskytter oss mot skadelig stråling fra universet.
Dilemma
Selv om forskerne finner en eksoplanet med den rette størrelsen og den rette distansen til moderstjernen og at atmosfæren har den perfekte signaturen, vil det bli svært vanskelig for oss jordboere å kommunisere med livet der borte.
En god eksoplanetkandidat for mulig liv befinner seg 1800 lysår unna.
– Hvis vi sender ut et radiosignal, må vi være veldig tålmodige. Radiosignalene bruker 1800 år én vei. Vi må vente ytterligere 1800 år på å få svar, såfremt livet på eksoplaneten har den rette teknologien. Så dette er ikke enkelt.
Artikkelen ble først publisert på Apollon.no
Ulykker kan forhindres med teknologi vi allerede har
