Taiteilijan näkemys maankaltaisista planeetoista. Kuva Nasa.

Taiteilijan näkemys maankaltaisista planeetoista. Kuva: Nasa.

Muualta löytyvän elämän arvoitus on ollut yksi suurimmista kysymyksistä ihmiskunnan historiassa. Sen etsiminen sai uuden käänteen kun ensimmäiset eksoplaneetat löytyivät 1990-luvun alussa. Viimeiset 20 vuotta ovatkin nostaneet elämän etsimisen muilta planeetoilta täysin uudelle tasolle.

 

Ensimmäiset löydetyt eksoplaneetat olivat kuitenkin suuria, Jupiteriakin isompia kaasuplaneettoja, jotka kiersivät lähellä emotähteä. Ensimmäinen eksoplaneetasta saatu valokuva julkaistiin marraskuussa 2008 ja se oli planeetta 2M1207b, joka kiertää tähteä 2M1207 etelän kalan tähdistössä. Muistan kun sen kuva julkaistiin ja miten jännittävää se olikaan.

Ensimmäinen kuvattu eksoplaneetta. Kuva ESO.

Ensimmäinen kuvattu eksoplaneetta. Kuva: ESO.

Nämä maasta löydetyt planeetat olivat kuitenkin kaukana siitä, mitä eksoplaneettatutkimuksella haluttiin löytää eli elinkelpoisia planeettoja. Planeetat olivat isoja kaasuplaneettoja, jotka kiersivät hyvin erilaisia tähtiä kuin aurinko. Maan kokoisia planeettoja on hyvin vaikea havaita ilmakehän läpi. Tarvittiin siis laite, joka ei välittäisi ilmakehästä.

Eksoplaneettojen tutkimus lähti siten hurjaan nousuun vuonna 2009, kun avaruusteleskooppi Kepler laukaistiin maan kiertoradalle. Keplerin laukaisemisen jälkeen eksoplaneettojen löytyminen lähti räjähdysmäiseen kasvuun ja Kepler oli löytänyt helmikuussa 2012 yli 2300 uutta eksoplaneettakandidaattia, jotka odottavat nyt varmistusta. Yhteensä eksoplaneettoja tunnetaan nyt 3649 kappaletta.

Keplerin ennennäkemätön tarkkuus paljastikin sen mitä oltiin etsitty jo vuosia; maankokoisia kiviplaneettoja kiertämässä pääsarjan tähtiä. Keplerin löytöjen myötä myös käsitys siitä, että jättimäiset kaasuplaneetat olisivat yleisempiä kuin kiviplaneetat, murskautui. Vihdoin oli siis saatu varmistus sille, että maailmankaikkeudessa on muitakin planeettoja, ja että se on yleisempää kuin aluksi luultiin. Löytöjen pohjalta on jopa laskettu, että Linnunradan tähdillä on keskimäärin 1,6 planeettaa. Linnunradassa on noin 500 miljardia tähteä eli planeettoja pitäisi löytyä reilusti yli tähtien lukumäärä.

Tutkittaessa löytyneitä eksoplaneettoja suhteessa maahan päästä pohtimaan kaikkien aikojen suurinta kysymystä: Onko maa jollain tapaa erityinen? Poikkeaako maa täysin kaikista löydetyistä planeetoista? Miksi juuri tänne syntyi elämää?

Katsotaanpa pikaisesti millainen elämää synnyttänyt planeetta voisi olla.

Tällä hetkellä tiedetään, että noin 76 % tähdistä on punaisia kääpiöitä eli M-luokan tähtiä. Aurinko on itse keltainen kääpiö luokaltaan G2V. M-luokan tähdet ovat himmeämpiä ja pienempiä kuin aurinko, mutta ne säteilevät enemmän infrapunasäteilyä kuin aurinko. M-luokan tähtien ympärillä kiertävien planeettojen pitää olla suhteellisen lähellä tähteä, jotta nestemäinen vesi olisi mahdollista. Kuitenkin tämä infrapunasäteily mahdollistaa myös kauempana olevat planeetat, joissa voisi olla vettä. Eli kaikkein yleisin tähtityyppi voi hyvin olla elämälle kelvollinen paikka syntyä.

Eksoplaneetan koko on myös ratkaiseva tekijä elämää etsittäessä. Painovoima planeetan pinnalla pitää olla noin 1-2 kertaa maan painovoima, jotta sopivanlainen ilmakehä säilyy planeetan pinnalla.

Pienimmätlöytdetyt eksoplaneetat suhteessa maahan.

Pienimmätlöytdetyt eksoplaneetat suhteessa maahan. Kuva: Nasa.

Planeetta voi myös olla hyvin erilainen kuin mitä maa on. M-luokan tähteä kierävät planeetat ovat usein hyvin lähellä emotähteä ja niillä on paljon lyhyempi kiertoaika. Niiden kiertorata voi myös olla vuorovesivoimien takia lukkiutunut samalla tavalla kuin kuu on lukkiutunut maan kanssa eli se näyttää aina saman puolen tähteään kohti. Tämä tarkoittaa sitä, että puolella planeettaa on kuuma ja puolikkaalla kylmä. Kuitenkin näiden alueiden rajamailla ovat parhaat mahdollisuudet elämälle. Näillä alueilla on tasaiset olosuhteet jatkuvaa, koska yötä ja päivää ei ole. Maan päällä elämä on joutunut sopeutumaan maan vuorokausirytmiin ja se on ollut haastavaa.

Ensimmäinen elämänvyöhykkeeltä löydetty eksoplaneetta on Gliese 581g, joka kieretää tähteä Gliese 581. Sen olemassaolosta on kiistelty pitkään, mutta se sijaitsee tähtensä elämänvyöhykkeellä. Olisiko tämä planeetta mahdollisesti paikka, josta löydettäisiin elämää?

Nyt jos oikeasti paljastuu, että Gliesellä on elämää, niin miten se muuttaisi meidän elämäämme? Veikkaan, että ei kovinkaan traagisesti, mutta varmasti moni asia muuttuisi. Ei menisi kauaakaan kuin Hollywood tekisi ensimmäisen Sci-fi-leffan sen elämästä tai avaruusmatkasta yrittäen päästä sinne. Eri maat alkaisivat kilpailla uuden avaruusteleskoopin tekemisestä, joka osaisi mitata vielä tarkemmin planeetan koostumusta ja antaisi jonkinlaisen kuvan sen elämästä. Myös moni avaruutta kuunteleva tutka suunnattaisiin juurikin kohti Gileseä ja lähetykset laitettaisiin huutamaan. Sen jälkeen kuunneltaisiin jokaikistä tutkaa huolella, että vastaako kukaan. Varmasti sitä kohden enemmin tai myöhemmin lähetettäisiin jonkinlainen satelliitti, joka pääsisi perille Gileseen.

Mutta miksi näin pitäisi tehdä? Luultavasti emme koskaan saa tietää miltä elämä eksoplaneetalla näyttää. Voimme vain kuvitella. Ehkä elokuvat ja kirjat ovatkin ainoa apu siihen tilanteeseen, jos yrittämme kuvitella, miltä elämä muualla voisi näyttää. Edelleenkään ei ole mitään tietoa siitä, että miten todennäköistä elämän syntyminen maailmankaikkeudessa on.

Tohtori Frank Drake kehitti 1960-luvulla kuuluisan kaavansa, joka laskee todennäköisyyttä maan ulkopuolistelle sivilisaatiolle. Draken kaava sanoo:

N = R^{*} ~ \cdot ~ f_{p} ~ \cdot ~ n_{e} ~ \cdot ~ f_{l} ~ \cdot ~ f_{i} ~ \cdot ~ f_{c} ~ \cdot ~ L

missä:

N Linnunradalla elävien sivilisaatioiden määrä, joiden arvioidaan pystyvän viestimään minä hetkenä tahansa
R* on Linnunradalla syntyvien tähtien määrä vuodessa
fp on niiden tähtien osuus, joilla on ympärillään planeettoja
ne on keskiarvo niiden planeettojen määrästä aurinkonsa ympärillä, joille voisi kehittyä elämää
fl on todennäköisyys monelleko edellä mainitulle planeetalle voisi syntyä elämää
fi on todennäköisyys miten usein syntynyt elämä edelleen kehittyy älylliseksi elämäksi
fc on todennäköisyys moniko älyllisestä elämästä edelleen kehittää ja on halukas tähtienväliseen viestintään
L on edellä mainitun kaltaisen teknologisesti kehittyneen sivilisaation odotettu elinikä

Kaavasta yksi avaintekijä on viimeinen kerroin L eli teknologisesti kehittyneen sivilisaation odotettu elinikä. Arvioiden mukaan tämä voisi olla maan kohdalla noin 50 000 vuotta. Kaikki Draken kaavan osat pitää oikeastaan arvata ja siksi se on lähinnä ajatusleikki. Erään kohtuullisen optimistisen laskelman mukaan Linnunradassa olisi tällä hetkellä noin 250 teknistä sivilisaatiota, jotka elävät 10 000 vuotta. Sivilisaatioiden väli olisi noin 2500 valovuotta. Jos ihmiskunnan teknologiseksi eliniäksi arvioidaan 10 000 vuotta niin hyvin todennäköistä on, että emme koskaan vain ole samaan aikaan olemassa toisen sivilisaation kanssa.

Loppupäätelmänä Draken kaavalle voi todeta, että ehkä todella olemmekin yksin, kaikki muut ovat ehtineet jo kadota tai ovat vasta syntymässä.

Kuitenkin viimeiset mullistavat havainnot eksoplaneetoista tehtiin syksyllä 2012. Silloin löydettiin planeetta lähitädeltämme Alpha Kentaurilta. Planeetta on kiviplaneetta ja suurin piirtein maan massainen. Elämää siellä ei voi olla, koska se kiertää tähteä liian läheltä. Se on kuitenkin meitä lähinnä oleva eksoplaneetta vajaan 4 valovuoden päässä.

Tätä kirjoitusta tehdessäni, maa on vielä kaikkein erityisin planeetta, mitä tiedämme. Se on ainoa planeetta, jolla tiedetään olevan elämää. Kuitenkin eksoplaneettatutkimuksen ollessa vielä aivan lapsen kengissä, voimme vain odottaa. En kuitenkaan usko, että joudumme odottamaan enää kovin pitkään, joten nyt tyydyn odottamaan sitä päivää kun Hesarin etusivulla on juttu: Avaruudesta löydetty elämää!

Eksoplaneetoista kiinnostuneelle pari linkkiä:
http://planetquest.jpl.nasa.gov/
http://exoplanet.eu/
http://www.avaruus.fi/uutiset/eksoplaneetat.html