EGZOLUNARYSTYKA III (Wstęp)

WIZJA ASTRONOMII PLASTYCZNEJ - WSTĘP
Mojej Mamie

Wszystko mogę w Tym, który mnie umacnia
Św. Paweł, List do Filipian (Flp, 4, 13), wg: ks. Roman E. Rogowski, Każdy zmierza do swojej Galilei

Nie wyobrażam sobie nieba bez tych, których kocham. Dlatego sądzę, że nawet ci, którzy nie byliby nigdy w niebie, znajdą się tam dzięki mojej miłości. Jeżeli w teologii mówi się o „odkupieniu zastępczym”, to także można mówić o „zbawieniu zastępczym”.
ks. Roman E. Rogowski, Każdy zmierza do swojej Galilei

Podstawą egzolunarystyki, czyli nauki o księżycach planet pozasłonecznych, egzoksiężycach, jest z jednej strony egzoplanetologia (ten warunek jest bogato spełniony poprzez istnienie i odkrycie egzomegaplanet, czyli dużych egzoplanet typu Jowisza, które mogą obiegać egzoksiężyce i egzomegaksiężyce), z drugiej strony – geologiczne istnienie egzoksiężyców jako obiektów realnych (nieliczne odkrycia, wymagające potwierdzenia), wreszcie – bioastronomia, czyli istnienie życia w kosmosie, tu – na egzoglobach (przynajmniej jeden taki egzoksiężyc powinien istnieć w pozasłonecznym układzie planetarnym).

Szczególne miejsce przypada tu bioastronomii. Tematowi głównie astrofizyki, geologii i astronautyki poświęcone były poprzednie opracowania dotyczące egzolunarystyki: „Egzolunarystyka. Wizja astronomii plastycznej” (2014) i „Egzolunarystyka II. Wizja astronomii plastycznej” (2015), prezentowane na stronie internetowej www.salon24.pl/u/ad-astra/

W obecnym opracowaniu chciałbym zająć się bardziej tematem życia, w tym badaniami na Ziemi, teleskopowymi i radioteleskopowymi w przestrzeni kosmicznej (tu o egzobiologii egzoglobów na razie niewiele możemy powiedzieć, ze względu na brak danych i odkryć), i w oparciu o sondy – wszystko to może być podstawą do symulacji bioastronomicznych na egzoksiężycach.
Egzożycie przedstawiają symulacje astronomo-plastyczne egzoksiężyców. Tu zawarta jest podstawowa wiedza na temat egzolunarystyki.

Powyższy tekst wyłonił się z wcześniejszego opracowania „Pozasłoneczne układy planetarne…”. W trakcie kompletowania strony plastycznej zorientowałem się, że chciałbym scharakteryzować bardziej egzolunarystykę i opisać oraz przedstawić symulacje egzoksiężyców, i de facto takie kolejno powstawały. W międzyczasie odkryto kilka „ciekawych” egzoplanet (nie egzoksiężyców). Pozostałem jednak przy egzolunarystyce, mimo że np. charakterystyka egzożycia dotyczy egzoplanet jak i egzoksiężyców. Wierzę też, że egzolunarystyka (jako część bardzo ważnej tu egzoplanetologii) ma przed sobą znaczącą przyszłość.
Tomasz Szulga
maj 2017


EGZOLUNARYSTYKA III (1) - podstawy

WIZJA ASTRONOMII PLASTYCZNEJ
PODSTAWY

POSZLAKI WSKAZUJĄCE NA ŻYCIE W KOSMOSIE

Podstawowym problemem życia w kosmosie i na egzoksiężycach jest możliwość przybierania przez nie różnych form – od prebiotyki, do, być może, (egzo)biologii. Są tu różne jego postacie. Życie zdaje się być nieodłączną cechą Wszechświata.

I tak np. stosunkowo wcześnie odkryto w meteorytach pierwiastki życia – związki węgla, czyli składniki związane z chemią organiczną, właściwą dla życia na Ziemi. Są tu np. alkany, różne związki organiczne, kwasy karboksylowe, ketony, chinony, aminy, amidy (w meteorytach  głównie węglistych, typu C), 70 różnych aminokwasów, organiczne zasady nukleotydowe – ogniwa liter kwasów nukleinowych.

Jednocześnie wraz z analizą materii meteorytowej badano międzygwiezdną przestrzeń kosmiczną i tu obłoki międzygwiezdnej materii gazowej i pyłowej pod kątem np. ich struktury i składu chemicznego. Tą drogą wykryto bardziej złożone związki organiczne, np. w 1937 r. rodnik metylowy (CH), w ciągu następnych dziesięcioleci kilka dalszych cząsteczek chemicznych. W latach 60. zaczęto szerzej i intensywniej poszukiwać tych złożonych cząstek. Związki chemiczne znajdują się zwykle wewnątrz obłoków materii międzygwiezdnej, chroniących je przed rozkładającym na prostsze elementy działaniem promieniowania nadfioletowego pobliskich gwiazd. Charakterystycznych dla tych różnych cząstek drgań ich struktury atomowej szukano na drodze optycznej i radioastronomicznej. W rezultacie odkryto do dziś ok. 120 różnych złożonych cząsteczek – od prostych związków wodoru, przez bardziej złożone – wodę, metan, metanol, amoniak, katony, nitryle, etery, alkohole, do już w miarę rozbudowanych, jak np. urotropina i cyjanodekapentyna. Z reguły były to związki organiczne węgla z domieszką innych pierwiastków życia, powszechnie obecnych w kosmosie – tlenu, azotu i wodoru. Problem występowania życia wiąże się jednak z jego zachowaniem, przetworzeniem tych cząstek w układach planetarnych. Pewnym potwierdzeniem tego może być odkrycie w 1986 r. przez sondę Giotto w głowie komety Halleya złożonego polimeru kwasu mrówkowego, polioksymetylenu.

Problem życia można też badać bezpośrednio, w obrębie Układu Słonecznego. Tu chodzi głównie o Marsa, księżyc Jowisza, Europę, oraz o księżyc Saturna, Enceladus.

Mars od lat był czołowym miejscem hipotetycznego życia w kosmosie. Wystarczy wymienić tu koncepcję Schiaparellego i Lowella tzw. kanałów marsjańskich, co okazało się złudzeniem optycznym. W 1877 r. E. Liais stwierdził określone, związane jakoby z obecnością roślin sezonowe zmiany wyglądu planety wraz ze zmianami głównie tamtejszych pór roku – temperatury, topnienia czap biegunowych itp. Jednak przełom dokonał się współcześnie. Nowym rozdziałem astrobiologii są tu misje sond, głównie Mariner-4 (1964 r.) i Mariner-6 (1969 r.). Pierwsza podważyła możliwość istnienia tam życia, kreując obraz planety jako podobny do Księżyca (teoria „Mars – drugi Księżyc”). Jednak Mariner-9 obalił ten obraz, znajdując np. dużą różnorodność geologiczną globu, aktywność geologiczną głównie w przeszłości, istnienie koryt po byłych rzekach itd. Pewniejsze wyniki przyniosły jednak badania sond Viking.

Badania marsjańskich sond Viking-1 i Viking-2 w 1976 r. obejmowały różne eksperymenty, testy, których celem było właśnie sprawdzenie, zweryfikowanie teorii, czy na Marsie jest życie.

Test GEx (Gaseous Exchange – wymiana gazów) mierzył wydalanie i pochłanianie gazów z atmosfery – tlenu i dwutlenku węgla przy próbce gruntu marsjańskiego, do którego dostarczono, na który działano odpowiednią pożywką. Zakładano, że po dostarczeniu substancji odżywczych ewentualne marsjańskie organizmy wydalałyby w przemianie materii powyższe gazy. Wynik testu był pozytywny; podobnie jednak zaszło po sterylizacji materiału badawczego.

W teście LR (Labeled Release – uwalnianie znakowanych gazów) użyto znaczony radioaktywnie węgiel C¹⁴ i stwierdzono wydzielanie go w produktach reakcji, wykazując tym samym biologiczny charakter materiału badawczego.

W teście PR (Pyrolytic Release – pirolityczne uwalnianie gazów) użyto znaczonych gazów – tlenku i dwutlenku węgla i sprawdzono czy zachodzi fotosynteza i procesy fotosyntetyzujące – wynik był pozytywny, jednak i tu sterylizacja nie zmieniła go.

Przeprowadzono też inne uzupełniające doświadczenia. W teście gruntu (na powierzchni i głębiej) analizowano jego skład chemiczny pod kątem występowania związków organicznych; w teście termicznym podgrzewano grunt do temperatury 175 °C (wykluczającej przetrwanie życia).

Trzy pierwsze testy więc miały wynik pozytywny, czwarty nie wykazał obecności związków organicznych, gdyż również był pozytywny, co dla życia jakie znamy jest niemożliwe. Tak więc, choć wyniki powyższych niektórych doświadczeń były sporne, nie stwierdzono występowania na Marsie życia.

Jeśli chodzi o badania egzobiologiczne Europy, jest to trudny teren – z różnych względów – astronautycznych, techniczno-inżynieryjnych i mikrobiologicznych. Zatem jest to dalsza przyszłość.

Co do Enceladusa, to wstępne odkrycia i głębsze badania na nim endohydrosfery, są bardzo obiecujące, jednak problem jest podobny do badań Europy. Planowane są misje do Enceladusa z lądownikami włącznie, jednak póki co uwaga skierowana jest obecnie na dorobek empiryczno-odkrywczy sondy Cassini. I tu odległość do księżyca sprawia, że lot do Enceladusa jest perspektywą czasową kolejnej dekady.

Jednak ogólnie jako temat księżyc-megaplaneta, jest on interesujący dla problematyki egzolunarystycznej. Dotyczy to zarówno Enceladusa, jak i innych dużych księżyców megaplanet w Układzie Słonecznym, w tym jowiszowych Ganimedesa i Kallisto oraz księżyc Saturna Dione, na których prawdopodobnie występują podpowierzchniowe ciekłe oceany.

Powyższy rysunek autora przedstawia spotkanie na Ziemi z obcą cywilizacją (komentarz do rysunku poniżej).
                                Wizyta II

WIZYTA II

To był zwyczajny, późnoletni dzień. Pierwsze nici babiego lata snuły się w przesyconym jeszcze intensywnymi promieniami Słońca, rozwibrowanym powietrzu. Na pasażu przed Sacre Coeur spacerowali liczni turyści i odpoczywający wśród zabytkowych ulic, zwykli obywatele miasta.

Spotkali się na porosłym trawą skwerze w pobliżu kościoła. Była gitara i śpiew. Czas płynął spokojnie, wolno, leniwie…Aż nagle… przybyli – całą grupą, liczną grupą obcych statków. I świat się odmienił. Powstały nowe nadzieje, wyzwania, zadania. Jednak świat niejako pozostał ten sam. W zasadzie więc ludzie jak dawniej dalej żyli, pracowali, kochali się. Jak dawniej. Jedynie przez jakiś czas w różnych miejscach miasta słychać było szelest motylich skrzydeł, wielkich, kolorowych skrzydeł. Wśród wieczornych spacerów po bulwarach nad Sekwaną, nocnych rozmów i toastów za Nowy Czas i dziecięcego śmiechu płynął wczesnojesienny czas. I obcy wkrótce odlecieli. I właściwie niemal wszystko wróciło do normy. Jednak coś się zmieniło…

To był zwyczajny, późnoletni dzień…

Mało prawdopodobna, choć teoretycznie możliwa sytuacja – spotkanie na Ziemi z obcą cywilizacją, która pochodzi z księżyca – tu hipotetycznej egzoplanety (o śr. półosi orbity 1,2 j.a., obiegającej gwiazdę centralną co 473 dni, mimośrodzie 0,02) w układzie gwiazdy HR 810 typu GOV pecul., jasności 5,4 mag., odległej o 50,5 l.ś. (15,5 pc).

Materiały źródłowe:
P. Artymowicz, „Astrofizyka układów planetarnych”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1995.
M. P. Bernstein, S.A. Sandford, L.J. Allamandola, „Pozaziemskie cząsteczki życia”, „Świat Nauki”, 1999, nr 9.
P. Halpern, „Łowcy planet”, Amber, Warszawa 1999.
D.L. Mammana, D.W. McCarthy, Jr., „Inne słońce, inne światy?”, Prószyński i S-ka, Warszawa 1998.
C. Sagan, „Poszukiwanie życia pozaziemskiego”, „Świat Nauki”, 1994, nr 12.
Z. Sołtys, T.Z. Dworak, „Życie we Wszechświecie”, „Postępy Astronomii”, 1994, nr 2.

Tagi: egzolunarystyka, hr 810