În ultimul deceniu numărul exoplanetelor descoperite de astronomi a crescut în mod spectaculos. Din acest motiv, inevitabil, ne întrebăm când vom putea explora, în mod direct, aceste planete îndepărtate sau ce am putea găsi acolo. Toate aceste întrebări sunt o consecinţă a dorinţei noastre de a afla dacă omenirea este sau nu singură în Univers.

Exoplaneta 51_Pegasi_b

Exoplaneta 51_Pegasi_b.  Credit: ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger via Wikimedia Commons

Pentru a încerca să răspundă la aceste întrebări, oamenii de ştiinţă au propus unele proiecte interesante și ambițioase. Printre acestea se numără Project Blue, care presupune utilizarea unui telescop spațial care să caute exoplanete asemănătoare Pămantului în jurul stelelor din sistemul Alpha Centauri și proiectul Breakthrough Starshot, în cadrul căruia oamenii de ştiinţă intenţionează să trimită, cu ajutorul unor fascicule laser, nanonave spaţiale către Alpha Centauri. Acestea ar urma să ajungă la destinație în doar 20 de ani.

Cea mai îndrăzneață propunere este, probabil, Proiectul Geneza (Project Genesis) care presupune utilizarea unor roboţi pentru a răspândi viaţa pe planetele din alte sisteme stelare. Această propunere a fost prezentată de Dr. Claudius Gros, fizician teoretician în cadrul Institute for Theoretical Physics al Goethe University Frankfurt.

În anul 2016,  Dr. Claudius Gros a publicat un studiu în care descrie modul prin care misiunile spaţiale robotizate, echipate cu „fabrici” de gene sau cu „capsule criogenice”, ar putea fi folosite pentru a răspândi viața microbiană pe exoplanetele capabile să susțină viața.

Iată în continuare câteva întrebări la care Dr. Claudius Gros a răspuns pentru Universe Today.

Care este scopul Proiectului Geneza?

Exoplantele descoperite de astronomi sunt foarte variate din punct de vedere al mărimii, temperaturii și structurii. Scopul Proiectului Geneza este de a oferi vieţii terestre căi evolutive alternative pe acele exoplanete care sunt potențial locuibile, dar care, totuși, sunt lipsite de viață.

PanspermiaProiectul Geneza urmăreşte să răspândească viaţa de pe Pământ pe alte planete. Credit: NASA/Jenny Mottor

Concepţia majorității oamenilor de știință din zilele noastre este aceea că viața simplă reprezintă o caracteristică comună în Univers și că viața complexă este rară. Cercetătorii cred că, în condiții favorabile, viața simplă se poate dezvolta foarte rapid, dar şi că apariţia formelor complexe de viaţă are loc după o lungă perioadă de evoluţie.

Pe Pământ, viaţă complexă a apărut după o lungă perioadă de timp. Explozia Cambriană s-a produs în urmă cu doar 500 de milioane de ani, după aproximativ 4 miliarde de ani de la formarea Pământului. Dacă putem crea condiţiile ca viaţa de pe exoplanete să evolueze rapid, atunci poate că şi pe aceste planete s-ar putea produce transformări similare Exploziei din Cambrian de pe Pământ.

Care sunt planetele vizate de Proiectul Geneza?

Primele candidate sunt planetele cu o atmosferă bogată în oxigen localizate în jurul stelelor pitice de tipul M, cum ar fi TRAPPIST-1. Este foarte probabil ca atmosfera primordială, bogată în oxigen, a acestor planete să fi împiedicat abiogeneza, adică formarea vieții. S-ar putea ca galaxia noastră să adăpostească miliarde de planete bogate în oxigen, dar fără viață.

În prezent astronomii caută planete în jurul stelelor pitice de tipul M. Aceste planete sunt foarte diferite de planetele aflate în jurul stelelor asemănătoare Soarelui. După formarea unei stele, trebuie să treacă un anumit timp până când steaua se contractă suficient de mult pentru ca reacţia de fuziune nucleară să se declanşeze și astfel steaua să producă energie. În Soare, această etapă de evoluţie a durat 10 milioane de ani, adică a fost un proces foarte rapid. În cazul unor stele precum TRAPPIST-1, acest proces necesită o perioadă cuprinsă între 100 de milioane şi 1 miliard de ani.

Planetele din jurul lui TRAPPIST-1 au fost foarte calde, deoarece steaua lor gazdă a fost, la rândul ei, foarte caldă o lungă perioadă de timp. Apa care a existat în stratosfera acestor planete a fost disociată de radiația ultravioletă în hidrogen și oxigen. Hidrogenul s-a pierdut în spaţiul cosmic, în timp ce oxigenul a rămas în atmosfera planetelor. Toate observaţiile astronomice de până acum au arătat că aceste planete au atmosfere bogate în oxigen, dar acesta este produsul disocierii chimice și nu al plantelor (ca în cazul Pământului).

S-ar putea ca planetele bogate în oxigen să fie sterile, deoarece în cazul acestora nu mai există condițiile prebiotice necesare apariţiei vieţii. Credem că în galaxia noastră ar putea exista miliarde de planete bogate în oxigen.

Sistemul planetar din jurul stelei TRAPPIST-1O imagine artistică a sistemul planetar din jurul stelei TRAPPIST-1. Credit: NASA/JPL-Caltech

Ce fel de organisme ar putea fi trimise spre aceste exoplanete?

Într-o primă etapă s-ar putea trimite organisme unicelulare autotrofe. Acestea sunt bacteriile fotosintetizante, cum ar fi cianobacteriile și eucariotele (celule care formează toată viața complexă, adică animale și plante). Organismele heterotrofe ar urma în a doua etapă, deoarece acestea se hrănesc cu alte organisme și ele depind de prezenţa organismelor autotrofe.

Cum ar putea fi trimise aceste organisme?

Depinde de tehnologie. Dacă aceasta va fi suficient de avansată, atunci s-ar putea realiza o fabrică de gene în miniatură. În principiu, natura este o fabrică de gene. Dacă este posibil, aceasta ar fi cea mai bună opțiune. Dacă nu este posibil, atunci ar trebui să avem germeni congelați. În cele din urmă, totul depinde de tehnologia pe care o avem la dispoziţie.

Am putea trimite și forme de viață sintetice. Biologia sintetică este un domeniu de cercetare foarte activ, care implică reprogramarea codului genetic. În literatura ştiinţifico-fantastică întâlnim forme de viață extraterestre cu un cod genetic diferit. Astăzi, oamenii de ştiinţă încearcă să realizeze acest lucru pe Pământ.

Scopul final este acela de a produce noi forme de viață bazate pe un alt cod genetic. Acest lucru ar fi foarte periculos pe Pământ, dar pe o planetă îndepărtată ar putea fi benefic.

Cum ar fi dacă aceste lumi îndepărtate nu sunt sterile?

Proiectul Geneza este destinat răspândirii vieţii şi nu distrugerii formelor de viaţă. Trebuie să evităm acest pericol, iar sondele spaţiale care vor ajunge pe o orbită în jurul acestor exoplanete trebuie să poată detecta formele de viață complexă de la suprafața acestora.

Atmosfera unei exoplanete

Atmosfera unei exoplanete în lumina unei stele. Credit: NASA Goddard Space Flight Center

Exoplanetele sunt foarte variate în ceea ce priveşte mărimea, temperatura şi condiţiile necesare apariţiei vieţii. Poate că pe multe dintre aceste planete viaţa a apărut de ceva timp, poate de 1 miliard de ani. Acest lucru înseamnă că nu ne putem aştepta la forme de viață complexe. În consecinţă, trebuie să ne decidem: lăsăm formele de viaţă să evolueze în mod natural sau intervenim pentru a creşte şansele de apariţie a vieţii complexe?

Unii cred că toate bacteriile merită să fie salvate. Pe Pământ nu există o protecție pentru bacterii. Cu toate acestea, bacteriile care trăiesc pe alte planete sunt tratate în mod diferit. În consecinţă, studiem viața sau ne limităm doar să protejăm formele existente de viaţă?

Planeta Marte a găzduit, cel mai probabil, viață la un moment dat în trecutul ei, dar acum nu, cu excepția, poate, a unor bacterii. Totuși, planificăm misiuni cu echipaj uman către Marte, ceea ce înseamnă că nu mai putem vorbi despre o protecție a formelor de viaţă care ar putea exista acolo. Aceasta este o contradicție.

Omenirea ar putea să beneficieze de pe urma Proiectului Geneza, în sensul că vom putea coloniza aceste planete?

Da și nu. Da, pentru că urmaşii noştri ar putea să ajungă la aceste planete peste 10-100 milioane de ani (timpul minim necesar pentru ca formele de viaţa transportate acolo să se dezvolte pe deplin). Nu, deoarece durata de timp este atât de mare încât nu este rațional să vorbim despre un „beneficiu”.

Proiectul Breakthrough StarshotProiectul Breakthrough Starshot, o inițiativă sponsorizată de Breakthrough Foundation, are scopul de a realiza prima călătorie interstelară a omenirii. Credit: breakthroughinitiatives.org

Când s-ar putea organiza o astfel de misiune?

Sondele Genesis ar putea fi trimise în spaţiul cosmic utilizând același sistem de lansare ce urmează să fie folosit în cadrul iniţiativei Breakthrough Starshot.

Breakthrough Starshot își propune să trimită sonde foarte rapide, foarte mici şi foarte ușoare, cu o masă aproximativă de 1 gram, către sistemul stelar Alfa Centauri. Aceeași tehnologie laser ar putea fi utilizată pentru a lansa ceva mai masiv, dar care se va deplasa mai încet. Mai încet este, desigur, un termen relativ. În cele din urmă totul depinde de ceea ce este optim pentru misiune.

Sonda Genesis ar putea avea o masă comparabilă cu cea a unui automobil, aproximativ 1 tonă, și s-ar putea deplasa cu o viteză de aproximativ 1.000 km/s. Aceasta este o viteză mică pentru călătoriile interstelare, dacă ne raportăm la viteza luminii, dar este o viteză mare în comparaţie cu vitezele rachetelor cosmice actuale. Dacă reducem viteza cu un factor de 100, atunci masa sondei spaţiale ar putea fi de 10.000 de ori mai mare. În aceste condiţii, am putea accelera o sondă având o masă de 1 tonă, care s-ar încadra în cerinţele impuse de iniţiativa Breakout Starshot.

Dr. Gros a propus utilizarea unor vele magnetice pentru încetinirea sondelor spațiale. De asemenea, instalația de lansare destinată proiectului Breakthrough Starshot ar putea avea o utilizare dublă și astfel nu ar fi nevoie să construim ceva nou. Doar vela magnetică trebuie testată.

În consecinţă, o astfel de misiune ar putea fi organizată peste 50-100 de ani.

Există şi argumente contrare Proiectului Geneza?

Desigur, se pot aminti trei contraargumente principale. Primul este cel religios, care afirmă că umanitatea nu trebuie să se joace de-a Dumnezeu.

Proiectul Geneza nu are însă scopul de a crea viața, ci de a da vieţii posibilitatea de a se dezvolta în continuare. Nu doar pe Pământ, ci şi în altă parte a Cosmosului.

Planeta MartePlaneta Marte, potrivit mai multor studii, ar putea susține viața, ceea ce ridică probleme privind „protecția planetară”. Credit: YONHAP/EPA

Al doilea este argumentul protecției planetare, care susține că nu ar trebui să intervenim pe alte planete. Unii oameni de ştiinţă, care se opun Proiectului Geneza, citează „prima directivă” a serialului Star Trek. Proiectul Geneza susține pe deplin protecția planetară a planetelor care adăpostesc viață complexă și a planetelor pe care viaţa complexă se poate dezvolta în viitor fără intervenţia noastră.

Cel de-al treilea argument se referă la lipsa unui beneficiu pentru umanitate. Proiectul Geneza nu este, în mod expres, pentru beneficiul omenirii. Din acest motiv este rezonabil să se argumenteze, din perspectiva supraviețuirii, că din punct de vedere etic trebuie să ne concentrăm asupra binelui omenirii. Astfel, cheltuirea unei sume mari de bani pe un proiect, cum ar fi Proiectul Geneza, care nu este în mod expres în beneficiul speciei noastre, ar putea fi neetică.

Traducere și adaptare după  THE GENESIS PROJECT: USING ROBOTIC GENE FACTORIES TO SEED THE GALAXY WITH LIFE