Kaip Žemėje atsirado pirmoji gyvybė? Tai vienas svarbiausių ir sunkiausių mokslininkus kamuojančių klausimų, kurį apžvelgiame ir rubrikoje „Ar žinai, kad mokslas gali būti įdomus?“.

Visas mūsų pasaulis knibždėte knibžda neįtikėtinų būtybių. Jos mūsų planetą skiria nuo visų kitų iki šiol atrastų ir ištyrinėtų pasaulių. Žemės svetingumas leido susikurti įvairiausioms ekosistemoms ir užgimti mums visiems. Tačiau nuo ko prasidėjo ši ilga gyvybės istorija – viena ilgiausiai netylančių diskusijų mokslo pasaulyje.

Populiarų paaiškinimą siūlo panspermijos teorija, kuri kliaunasi prielaida, kad gyvybė nėra įkalinta tik vienoje planetoje, o Žemė nebūtinai yra jos gimtinė. Taigi ji galėjo keliauti ir plisti visoje kosmoso platybėje. Nors kai kurie šios teorijos teiginiai balansuoja ant mokslinės fantastikos ribos, kiti remiasi solidžių mokslinių įrodymų fragmentais.

Įtikinamiausia šios teorijos versija teigia, kad už tarpplanetinį gyvybės paplitimą atsakingos bakterijų kolonijos, kurios įveikė kelionę nuo vienų planetų iki kitų. Įrodymai apie mikrobinę gyvybę Žemėje nukritusiuose meteorituose galėtų reikšti, kad šis persikraustymas galėjo įvykti atskilus kosminių kūnų atplaišoms, kosmine erdve pasileidusioms lėkti sava trajektorija. Jei taip nutiko iš tiesų, kyla kitas klausimas: ar mūsų pasaulis – vienkartinis atsitiktinumas, o galbūt mikroorganizmai apgyvendino daugybę planetų visoje visatoje?

Kai kurios panspermijos teorijos versijos pamažu renka vis daugiau įrodymų – tiek joms patvirtinti, tiek paneigti. Mūsų gimtąją planetą supančio kosmoso tyrinėjimai ir tobulėjančios technologijos leidžia visatos paslaptis narplioti vis nuodugniau ir aprėpti jų vis daugiau. Kai kada netgi pavyksta užfiksuoti galimos gyvybės požymių planetose, kurios daugybę metų laikytos visiškomis dykynėmis. Bet dar laukia ilgas kelias – galbūt pirmiausia teks geriau pažinti pačios gyvybės sampratą ir tik tada galėsime išties perprasti jos kilmę ir savo egzistenciją.

5 vilčių teikiantys ženklai

1. „Viking“ zondų eksperimentai

1976 m. Marsą pradėjo šukuoti NASA „Viking“ zondai, ieškoję gyvybės požymių. Vieno eksperimentų metu zondai dirvožemyje aptiko cheminį aktyvumą, rodantį metano gamybą – galimą biopėdsaką. Jie taip pat aptiko 5 elementus, kurie laikomi būtinais Žemės gyvybei.

2. Tikimybės skaičiavimas

2001 m. apskaičiuota, kad galaktikoje gali būti šimtai tūkstančių gyvybei tinkamų planetų, o artimiausia jų, tikėtina, skrieja vos už kelių šimtų šviesmečių. Ši tikimybė paskelbta išanalizavus gyvybei galbūt tinkamų žinomų planetų kiekį ir rezultatus pritaikius dar neištyrinėtoms kosmoso sritims. Kosminių tyrimų aparatai, tokie kaip NASA „Kepler“, atskleidė, kad gyvybės zonas, kuriose vyrauja gyvybei tinkama temperatūra, turi maždaug penktadalis žvaigždžių.

3. Paslaptingas signalas

Mokslininkai iš kosminės erdvės atsklindančias bangas stebi jau 60 metų, per kuriuos sulaukta ne vieno mįslingo signalo. Štai 2020 m. astronomai užfiksavo Kentauro Proksimos (Saulei artimiausios žvaigždės) kryptimi atsklidusius paslaptingus radijo signalus. Žinoma, kad aplink šią žvaigždę skrieja dvi planetos, iš kurių viena laikoma uoline ir palankaus klimato.

4. Siera Europoje

Kai NASA „Galileo“ zondas Jupiterio palydove Europoje aptiko sieros pėdsakų, kai kurie mokslininkai įtarė, kad tai gali būti gyvybės ženklas. Jų manymu, siera panaši į bakterijų šalinimo produktą, kuris iškilo į paviršių. Kitų nuomone, siera paprasčiausiai atkeliavo iš kito planetos palydovo Ijo, kuriame šio cheminio elemento gausu dėl ugnikalnių aktyvumo.

5. Fosfinas Veneroje

2020 m. rugsėjį pranešus apie Veneros debesyse aptiktas fosfino dujas, skelbta, kad čia jų per 1000 kartų daugiau nei Žemėje. Manoma, kad uolinėse planetose, tokiose kaip Žemė ar Venera, fosfinas be gyvybės nesusidaro – mūsų planetoje šias dujas išskiria mikroorganizmai. Vis dėlto mokslininkai neatmeta galimybės apie neorganinį šių dujų šaltinį ar tiesiog klaidingus atradimo duomenis.

Kokios yra pagrindinės panspermijos hipotezės?

Suplanuota panspermija. Kai kurie mano, kad gyvybė į Žemę ne tik atkeliavo iš kosmoso, bet ir buvo atsiųsta protingų gyvybės formų. Ar gali būti, kad mus supantį pasaulį sukūrė kita į žmoniją panaši (o galbūt dar pažangesnė) civilizacija?

Balistinė panspermija. Pasak šios versijos, į Žemę rėžėsi nuo kitos planetos nuskilęs uolienos gabalas, atnešęs organinės medžiagos. Ši konkreti hipotezė koncentruojasi tik į mūsų Saulės sistemos planetas.

Litopanspermija. Ši hipotezė yra panaši į balistinę panspermiją, bet apima daug platesnę visatos dalį. Pasak jos, Žemės gyvybę lėmusi biologinė medžiaga atkeliavo tarpžvaigždine erdve iš už Saulės sistemos ribų.

Hipotezė – įdomi

Kai kurios panspermijos teorijos versijos pamažu renka vis daugiau įrodymų – tiek joms patvirtinti, tiek paneigti. Paklausėme, ką apie tai mano Fizinių ir technologijos mokslų centro vyriausiasis mokslo darbuotojas dr. Kastytis Zubovas.

– Kokia Jūsų nuomonė apie panspermijos teoriją?

– Manau, kad ši hipotezė labai įdomi ir tikrai nėra akivaizdžiai neteisinga. Pastarųjų metų eksperimentai, rodantys, kad kai kurios bakterijos gali net keletą metų išgyventi kosmose, suteikia jai rimtesnį pagrindą. Geriausias patikrinimas, ar kas nors panašaus vyko Saulės sistemoje, būtų nežemiškos gyvybės atradimas Marse ar kur nors kitur. Nustatę, ar ta gyvybė savo sandara panaši į žemiškąją, galėtume pasakyti, ar ji kilusi iš bendro protėvio.

– Ką manote apie meteorito Antarktidoje tyrinėjimus?

– Meteoritas ir jame esančios struktūros įdomios, bet laikausi skeptiško požiūrio – vien jų tikrai nepakanka nežemiškos gyvybės egzistavimui įrodyti. Istorijoje žinoma ir daugiau pavyzdžių, kai meteorituose buvo rasta įdomių ir netikėtų struktūrų, bet ir jos pasirodė esančios negyvybinių procesų padariniai.

– O galėjo būti taip, kad meteoritai apgyvendino daugybę planetų?

– Jei meteoritai galėjo pernešti gyvybę iš vienos planetos į kitą, manau, tikėtina, kad jie paskleidė gyvus organizmus ir plačiau. Bet klausimas, ar tie organizmai ten liko gyvi. Marse, ypač prieš milijardus metų, sąlygos gyvybei buvo palyginti palankios, nedaug besiskiriančios nuo Žemės. Tuo metu kitose planetose – Merkurijuje, Veneroje – ar didžiųjų planetų palydovuose sąlygos gerokai skyrėsi, taigi net ir atnešta gyvybė visai nebūtinai ten išliko. Net jei gyvybė buvo paskleista plačiai, visai neaišku, ar pavyks aptikti jos pėdsakų.

Ką iš tiesų atgabeno meteoritas iš Marso?

Antarktidos Alano kalvų (Allan Hills) regione meteoritas ALH84001 rastas dar 1984 m., bet daugiau dėmesio šis uolienos luitas nesulaukė iki pat 1996 m., kai tapo pamatiniu panspermijos teorijos įrodymu. Davido McKay vadovaujama NASA Džonsono kosminio centro (The Johnson Space Center) mokslininkų komanda paskelbė meteorite radusi marsietiškos gyvybės požymių.

Manoma, kad šis 4 milijardų metų senumo meteoritas nuo Marso nuskilo dar tada, kai planetoje buvo gausu vandens, būtino mums įprastai gyvybei. Nenorėdami būti suklaidinti Žemės aplinkoje užterštų vietų, mokslininkai nagrinėjo uolienos gabalo centrinę dalį, tačiau skeptikai jų radinius neigė teigdami, kad meteorito viduje rastos medžiagos ir struktūros galėjo susidaryti ir be biologinių procesų.

Šį požiūrį sutvirtino vėlesni atradimai: uolienoje aptiktus mineralus, tokius kaip magnetitas, galėjo suformuoti smūginės bangos, o ne tik mikrobinė gyvybė. Dėl meteorito analizės išvadų mokslininkai diskutuoja iki šiol, tačiau kol kas galutinai negalima atmesti nė vieno scenarijaus.

Meteoritai krinta ne tik Antarktidoje, bet ir Lietuvoje

Pasaulyje surasta apie 40 tūkst. nukritusių meteoritų, tačiau Lietuvoje nustatyti vos keturi meteoritų kritimo atvejai.

1877 m. Juodžių meteoritas nukrito netoli Panevėžio, ir iki šiol yra išlikusios 4 nedidelės jo skeveldros: didžiausia saugoma Čikagos, mažesnės – Londono, Paryžiaus ir Vienos gamtos muziejuose.

1908 m. dar vienas meteoritas nukrito Akmenės apylinkėse, kur buvo rastas 1 kilogramo svorio gabalas. Šiam dangaus kūnui suteiktas Naujojo Projekto vardas.

1929 m. meteoritas nukrito Anykščių rajone, prie Andrioniškio miestelio. Netrukus po jo kritimo buvo rasta 11 meteorito skeveldrų, kurios bendrai svėrė apie 4 kilogramus, o 1969 m. rastas dar vienas apie 1 kg sveriantis šio meteorito gabalas. Dabar Andrioniškio meteorito dalelytės laikomos Vilniaus universiteto saugyklose.

Daugiausia meteoritinių kūnų Lietuvoje rasta netoli Žemaitkiemio miestelio (Ukmergės r.), kur 1933 m. nukrito paskutinis žinomas dangaus svečias. Jo nuolaužų rinkimą organizavo vietos policininkas, skubiai iš Kauno pakvietęs atvykti Vytauto Didžiojo universiteto tyrėjus.

Buvo surengta paieškų ekspedicija ir rastos medžiagos tyrimas. Tuomet mokslininkai surinko 44 kilogramus nuolaužų, kurių didžiausia svėrė 7 kilogramus. Didžioji meteoritinės medžiagos dalis dabar taip pat yra Vilniaus universiteto saugyklose, skeveldros eksponuojamos Geologijos instituto muziejuje, mažesni gabalai iškeliavo į Čekijos, Rusijos, Anglijos muziejus.

Paprastai meteoritais keičiamasi – taip jie gali būti išsamiau ir visapusiškiau ištirti. Vis dėlto Žemaitkiemio meteorito istorija tuo nesibaigė, jo paieškos dar bus tęsiamos. Profesionalūs tyrinėtojai, naudodami tobulesnius kompiuterizuotus instrumentus, jo liekanų tikisi rasti kritimo vietoje telkšančio Kliepšių ežero dugne – ten, kur iki šiol nebuvo ieškota. Ir kas žino, ką tas dangaus svečias mokslininkams dar gali atskleisti.

Susitikti su nežinomybe

Žmogaus ir kosminio pasaulio santykių apraiškas bei prasmes kiekvienas galime patyrinėti apsilankę Lietuvos etnokosmologijos muziejuje. Kokių atsakymų į klausimą apie tai, ar esame vienintelė gyvybės forma visatoje, pateikiama jo ekspozicijoje, pasakoja muziejaus direktorius Linas Šmigelskas.

– Meteoritų tyrinėjimai – tik vienas iš daugybės būdų ieškoti žmonijos ir nežemiškos gyvybės sąlyčio taškų. O tų būdų yra įvairiausių – kaip ir hipotezių apie tai, ar gyvybė galėjo keliauti ir plisti kosmoso platybėse…

– Etnokosmologijos muziejuje netgi įrengta atskira salė, pavadinta Nežinomybės sale, – čia paliečiame klausimus, į kuriuos mokslas neturi atsakymų. Vienas jų yra nežemiškos gyvybės klausimas: mokslininkai tikisi, kad tyrinėdami visatą, kitų žvaigždžių planetines sistemas suprasime, kaip ir kodėl gyvybė atsirado.

Šioje ekspozicijoje pristatomi egzoplanetų tyrimai, pasakojama, kad yra atrasta tūkstančiai planetų, net ir tokių, kurios dydžiu panašios į mūsų žemę, turi kietą paviršių, atmosferą ir bent jau teoriškai ten galėtų egzistuoti skystas vanduo. Kadangi ekspozicijoje turime meteoritų, pasakojame ir apie juos, apie jų kilmę, paliečiame panspermijos teoriją apie tai, kad gyvybė galėtų keliauti kosmine erdve gabenama kometų, asteroidų, o pasiekusi tinkamos planetos paviršių – ten įsitvirtinti.

Mūsų ankstyvoji žemė taip pat nebuvo labai maloni vieta gyventi, o gyvybė gana stipriai prisidėjo, kad ji būtų tokia graži ir patogi, kokią ją matome dabar. Ekspozicijoje pristatome ir tas Saulės sistemos vietas, kurios domina žmoniją dėl gyvybės klausimų, – tai Marsas ir Venera, jų atmosferos viršutiniai sluoksniai, tai ir idėja, kad Jupiterio palydovė Europoje gali būti skystas vandenynas, ir Saturno palydovai Enceladas, Titanas, kur tikimės atrasti bent mikroorganizmų lygmens gyvybę.

– Ir kokia ta nežemiška gyvybė galėtų būti?

– Atsakyčiau taip: kuo daugiau mes sužinome apie visatą, tuo tikimybė, kad esame ne vieni, padidėja. Atsimenu, kai pradėjau dirbti muziejuje 2004 m., teoriškai buvo manoma, kad ir kitos žvaigždės gali turėti planetų, bet gal tik kas dešimta, o galbūt Žemės situacija yra unikali. Bet planetų atrandama vis daugiau, panašu, kad didžioji dauguma žvaigždžių turi jų ne po vieną ir ne po dvi, o ištisas sistemas.

Kadangi Paukščių Tako galaktikoje yra keli šimtai milijardų žvaigždžių, ir planetų turėtų būti įspūdingi skaičiai. Tai reiškia, kad tikrai turėtų atsirasti vietų, tinkamų gyvybės egzistuoti, o kokia ta gyvybė, čia jau kitas klausimas. Planetų aptinkama ir prie dar labai jaunų žvaigždžių, ir, priešingai, prie labai senų – teko skaityti, kad yra rasta planeta, kuriai gali būti 13 milijardų metų. Teoriškai įmanoma, kad kažkur gyvybė dar tik formuojasi, o kai kur jau yra pasiekusi gana aukštą išsivystymo lygį. Taigi viltis yra, kad mes ne vieni, bet kur kas sudėtingesnis dalykas visa tai aptikti ir įsitikinti, kad taip yra.

Kol kas mes toliausiai esame nuskridę iki Mėnulio – visatos masteliais labai arti. Toliau nuskristi mums gana sudėtinga, net iki Marso, nekalbant apie tolimas žvaigždes, ir kol žmonija iki jų nekeliaus, mes šimtu procentų tikro atsakymo neturėsime.

– Bet jei aptiktume nežemiškos gyvybės įrodymų, tektų gerokai pertvarkyti Nežinomybės salės ekspoziciją?

– Kalbėdamas apie sudėtingesnius klausimus, į kuriuos gali būti ne vienas atsakymas, stengiuosi pabrėžti, kad taip manoma šiuo metu. Galite atvažiuoti po penkerių metų ir aš jums vardysiu kitus skaičius, kalbėsiu apie kitus įsivaizduojamus dalykus, nes bus gauta naujų duomenų, kurie privers persigalvoti. Pavyzdys galėtų būti planetų skaičius Saulės sistemoje.

Pradėjęs dirbti muziejuje lankytojų klausdavau, kiek Saulės sistema turi planetų, ir taisydavau atsakymus, kad ne 9, o 8, nes Plutonas buvo pavadintas nykštukine planeta. Dabar mokslininkai svarsto, kad Saulės sistemos pakraščiuose gali būti planeta, kuri veikia nykštukinių planetų ir asteroidų orbitas, tad jos intensyviai ieško.

Galbūt po poros metų aš jau klausiu lankytojų, ar jie žino, kad planetų yra ne 8, o 9. Žinios keičiasi, transformuojasi, atsiranda naujų faktų, kurie priverčia teiginius persvarstyti, į juos pažvelgti naujai. Bet muziejuje visada žmogus sužinos naujų dalykų, tik turi nebijoti klausti, nes kvailų klausimų nebūna. Žinoma, ne į visus klausimus yra atsakymai, bet dėl to pasaulis labai įdomus.

Teleskopai Molėtų observatorijoje

Vilniaus universiteto astronomijos observatorijoje Molėtuose dangaus kūnų tyrimams naudojami trys teleskopai. Kai 1969 m. nuspręsta observatoriją įkurti apie 70 km nuo Vilniaus nutolusiuose Kulionyse, tų pačių metų rudenį jau buvo sumontuotas 25 cm skersmens Cassegraino sistemos teleskopas – juo pradėti fotometriniai žvaigždžių tyrimai. Prabėgus penkeriems metams observatorijoje atsirado dar vienas teleskopas – 63 cm skersmens reflektorius. Tuo pat metu pirmasis žvaigždžių stebėjimo įrenginys pakeistas nauju, 51 cm skersmens Maksutovo sistemos fotografiniu teleskopu.

1991 m. pradėjo veikti ligi šiol didžiausias visoje Šiaurės Europoje 165 cm skersmens Ritchey–Chrétieno sistemos teleskopas reflektorius, sveriantis beveik 24 tonas, automatizuotas ir valdomas nuotoliniu būdu iš Vilniaus. Juo atliekamų stebėjimų duomenys apdorojami moderniomis technologijomis. Viena jų – 2015 m. ketvirtame bokšto aukšte, specialiai įrengtame kambaryje, sumontuotas dar vienas žvaigždžių stebėjimo prietaisas – spektrografas, kurį sukonstravo ir pagamino Yale’io universiteto (JAV) egzoplanetų laboratorijos astronomai ir inžinieriai.

Prietaisas atvėrė geresnes observatorijos panaudojimo galimybes – mat spektriniams tyrimams tinkamų naktų yra daugiau nei iki tol vykdytiems fotometriniams stebėjimams. Taip pat tapo daug lengviau atlikti tyrimus, kuriems iki tol stebėjimų laiko reikėdavo prašyti kitose pasaulio observatorijose.

Kaip ir ko ieško mūsų astronomai?

Tirdami į Saulę panašias žvaigždes ir aplink jas skriejančias egzoplanetas mokslininkai tikisi išsiaiškinti, kodėl Saulės sistemoje yra gyvybė, o kitose planetų sistemose nėra arba mes nesugebame jos aptikti. Tačiau ieškant egzoplanetų būtina pažinti ir žvaigždes, aplink kurias jos skrieja. Bet didžiulė dalis ryškių žvaigždžių spektroskopiškai yra neištirtos.

Prie tokių nežemiškų gyvybės formų paieškų tiesiogiai ir netiesiogiai prisideda Vilniaus universiteto Teorinės fizikos ir astronomijos instituto mokslininkai. Daugiausia tolimąjį kosmosą tyrinėjantys Lietuvos astronomai apibendrina duomenis dar niekada netyrinėtų žvaigždžių, į kurias nutaikyti NASA kosminės observatorijos TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) ir kitų egzoplanetų medžiotojų žvilgsniai.

Tyrėjai nustato žvaigždžių cheminę sudėtį, elementų kiekį, paviršiaus temperatūrą ir kitus iki šiol nežinomus parametrus ir taip plečia žinias apie objektus, kuriuose vyksta ar vyks nežemiškos gyvybės paieškos. Tam mūsų mokslininkai naudoja antžeminius teleskopus ir analizuoja gaunamus signalus, pagal kuriuos pirmą kartą spektroskopiškai „pačiupinėja“ žvaigždes.

Rubriką „Ar žinai, kad mokslas be galo įdomus?“ remia Spaudos, radijo ir televizijos rėmimo fondas. Metinė paramos suma – 1500 Eur.