Et av de eksistensielle sp?rsm?lene som de fleste av oss har stilt seg, er om det ogs? finnes liv andre steder i universet enn p? den lille jordkloden v?r.
Jorden er én av ?tte planeter i solsystemet v?rt. Solen er bare én av hundre milliarder stjerner i Melkeveien, v?r egen galakse, med en bredde p? 100 000 lys?r. Og Melkeveien er bare én av mange milliarder galakser i universet. De nyeste anslagene viser at det kan finnes s? mange som 2000 milliarder galakser i det observerbare universet, og at bredden p? universet er formidable 93 milliarder lys?r.
For ? vite hvor det er lurt ? lete etter liv, er forskere n? i gang med ? unders?ke hvilke egenskaper p? Jorden som har gjort det mulig for livet ? oppst? hos oss og hva som har v?rt essensielt for at jordkloden har v?rt beboelig over s? lang tid. Dette er viktig ? vite for ? kunne jakte p? mulig liv i andre planetsystemer. Som eksempel har Jorden vann p? overflaten, oksygen i atmosf?ren, en stor m?ne, et kraftig magnetfelt og bevegelige jordplater. Hvilke av disse egenskapene er n?dvendige for liv? Og hvilke andre egenskaper er essensielle?
Disse tankene ble lagt frem p? Darwin-dagen, en ?rlig begivenhet p? Universitetet i Oslo, der maestro og biologiprofessor Nils Christian Stenseth hvert ?r inviterer internasjonale forskere til Oslo for ? diskutere et stort tema innenfor biologien. I ?r var temaet ?Er det liv p? andre planeter??. Et av trekkplastrene var professor Trond Torsvik, leder av Senter for Planet?r Beboelighet, som er hans tredje senter for fremragende forskning p? UiO.
– Vi skal forst? v?r egen planet og bruke denne informasjonen til ? lete etter mulig beboelige soner i andre planetsystemer. Det store sp?rsm?let er: Er vi alene? Jeg tenker at vi ikke er alene, men vil vi noen gang f? vite det? undrer Trond Torsvik.
N?r senteret hans har karakterisert n?kkelbetingelsene for liv p? jordkloden v?r, kan astronomene g? mer m?lrettet til verks og snevre inn hvilke planeter, eller rettere sagt eksoplaneter, som b?r studeres n?rmere. Og her trengs det en liten spesifisering. Bare planetene i v?rt eget solsystem kalles for planeter. Planeter som g?r i bane rundt andre stjerner, kalles eksoplaneter.
Den f?rste eksoplaneten ble oppdaget av tre astronomer for tretti ?r siden. Den er ubeboelig og er mye st?rre enn Jupiter.
– De fikk en nobelpris for ? ha oppdaget en ubeboelig eksoplanet. Tenk om noen kunne finne en beboelig eksoplanet! Hva hadde v?rt bedre enn det? Den som finner beviset p? liv p? eksoplaneter, vil sannsynligvis ogs? f? nobelprisen.
Siden den f?rste oppdagelsen rett f?r ?rtusenskiftet har astronomer n? funnet mer enn 7000 eksoplaneter. Antallet ?ker hele tiden.
Sannsynligheten er til stede for at det finnes millioner eller kanskje milliarder med eksoplaneter bare i galaksen v?r.
Tung start p? Jorden
Ved ? forst? hvilke mekanismer som har gjort det mulig ? danne liv p? Jorden, vil det v?re lettere ? lete etter de eksoplanetene der det ogs? kan finnes liv.
Da jordkloden ble dannet for 4,56 milliarder ?r siden, var den, for ? si det mildt, sv?rt ubeboelig. Starten var knallhard og ?deleggende. 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 ?r siden. Forklaringen p? den ?deleggende 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 ?r gammel, kom det én milliard kjedelige ?r. Da skjedde det lite. F?rst for 750 millioner ?r siden skjedde det en stor forandring p? Jorden som la grunnlaget for det ?moderne livet?. 30 millioner ?r senere kunne det ha g?tt 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 st?rre en stjerne er og jo sterkere den skinner, desto kortere lever den. Dette har med kjernefysikk ? gj?re.
Jorden v?r svever rundt en stjerne som kalles for G-stjerne. Et viktig poeng er at stjernen m? leve s? lenge at livet rekker ? utvikle seg. Solen har en levetid p? ti milliarder ?r.
Stjerner som er minst fem ganger sterkere enn solen, kalles for F-stjerner. Jo sterkere stjernen er, desto lenger unna m? eksoplaneten v?re for ? kunne v?re i den beboelige sonen.
Svake stjerner kalles for M-stjerner. Her er intensiteten bare én prosent av solen v?r.
For ? snevre inn s?ket i jakten p? liv, er det derfor lurt ? begrense s?ket til de stjernene der sannsynligheten er st?rst for beboelige eksoplaneter.
Astronomene leter derfor etter stjerner som ligner p? solen v?r.
En av dem er Kepler-452, 1800 lys?r unna. Den har eksoplaneten Kepler-452B.
Noen kaller den for ?Earth 2.0? fordi den er nesten like stor som Jorden og fordi den attp?til 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 ogs? n?rliggende ? unders?ke om det kan ha v?rt liv p? naboplanetene Venus og Mars.
Stjerner er ikke stabile. Intensiteten endrer seg over tid. Siden solens barndom er solen blitt stadig sterkere. Beboeligheten p? planeter er derfor tidsbegrenset.
Jorden har ikke alltid v?rt i den beboelige sonen.
P? 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 ?r siden ble solen s? sterk at Venus ikke lenger var beboelig. Da hadde Jorden v?rt i den beboelige sonen i bare 500 millioner ?r.
Selv om solen lever om lag fem milliarder ?r til, er det ingen grunn til ? rope hurra for fremtiden v?r.
– P? et eller annet tidspunkt vil solen utvide seg s? kraftig at havet vil fordampe og livet vi kjenner, vil forsvinne. Om noen hundre millioner ?r b?r vi bli bekymret. Da er Jorden ubeboelig. Den dagen jordkloden ikke lenger er beboelig, er solen blitt s? sterk at Mars havner i den beboelige sonen.
N?r astronomene skal lete etter eksoplaneter, m? eksoplanetene ha v?rt lenge nok i den beboelige sonen til at liv skal kunne rekke ? utvikle seg.
– Vi pr?ver ? se etter planeter som ikke er for store og ikke for sm?, kanskje opptil to ganger Jordens radius.
Atmosf?ren
Sammensetningen av atmosf?ren er ogs? viktig. Atmosf?ren v?r inneholder livsviktig oksygen. Slik har det ikke alltid v?rt.
Selv om oksygen er viktig for det moderne livet, startet livet p? Jorden den gangen det ikke fantes oksygen i atmosf?ren.
Atmosf?re er ikke dagligvare. Verken Merkur eller m?nen har atmosf?re. Venus har en tett atmosf?re med sv?rt h?y forekomst av karbondioksid. P? Mars er atmosf?ren sv?rt tynn. Ogs? her best?r mesteparten av atmosf?ren av karbondioksid.
Atmosf?rer kan endre seg over tid.
– Jorden v?r har hatt tre ulike atmosf?rer. Bare den siste atmosf?ren v?r er et bevis p? liv.
Den f?rste atmosf?ren p? Jorden inneholdt hydrogen og helium, de to vanligste grunnstoffene i universet.
Den andre atmosf?ren bestod av drivhusgass. Den ble dannet av magmahav og vulkanske gasser.
Men s? fikk Jorden den tredje atmosf?ren. Den er dannet av bioorganismer. I dag inneholder atmosf?ren v?r 78 prosent nitrogen og 21 prosent oksygen. Uten liv hadde vi aldri f?tt denne atmosf?ren.
Den tredje atmosf?ren er unik for Jorden og har gjort det mulig for livet ? utvikle seg fra encellete til flercellete organismer, slik som planter, fugler og vitenskapsfolk.
Drivhusgassen karbondioksid er ogs? viktig. Jo mer drivhusgass, desto varmere blir planeten.
– I dag har vi 0,04 prosent karbondioksid i atmosf?ren. Prosentandelen var 0,02 f?r den industrielle tiden. For lenge siden var prosentandelen mye h?yere. Det reddet Jorden den gangen solen var svakere.
Jordkloden har vann, ozon, oksygen og karbondioksid i atmosf?ren.
– Det er dette vi ser etter i atmosf?ren p? eksoplaneter. En slik atmosf?re kan v?re signaturen p? liv. Vi kan m?le konsentrasjonen av gasser i atmosf?ren p? eksoplaneter selv om de er sv?rt mange lys?r unna.
Vann
Et viktig grunnlag for liv er vann.
Hvis du betrakter planeten v?r fra verdensrommet, ser du at brorparten av overflaten er dekket av vann, men volumet av vann er bare 0,12 prosent av Jorden, s? jordkloden er ikke s? v?t som mange tror.
– Vannet p? Jorden skyldes sannsynligvis meteoritter fra de tidligste fasene av kloden v?r, men noe vann kan ogs? ha kommet til Jorden da m?nen ble dannet.
Lengden p? d?gnet
Lengden p? d?gnet er ogs? interessant. Selv om eksoplaneten er i en beboelig sone, er det sv?rt uheldig om rotasjonshastigheten er slik at bare den ene siden peker mot moderstjernen. Da blir temperaturen for h?y p? den ene siden og for lav p? den andre siden.
Jordens d?gnlengde har endret seg siden start. Jorden roterer stadig saktere. P? starten varte d?gnet bare tre, fire, fem timer.
M?nen v?r har ogs? betydd mye for livet p? Jorden. Og m?nens gravitasjonskraft kontrollerer ikke bare tidevannet, men ogs? helningen p? jordkloden. Variasjonen p? helningen p?virker ?rstidene og hvor mye av sollyset som treffer Jordens overflate.
Platetektonikken
En vel s? viktig betingelse for liv er platetektonikken. Platetektonikken handler om at Jordens overflate best?r av noen sv?rt store og en rekke mindre jordplater som alle beveger seg i forhold til hverandre.
– Platetektonikken regulerer temperaturen, og drivhusgassene og stabiliserer klimaet p? sikt. Jeg vil ogs? tilf?ye: Uten platetektonikken hadde vi ikke hatt noen moderne sivilisasjon, fordi platetektonikken gj?r det mulig for oss ? f? tilgang til de n?dvendige mineralene som i dag brukes i batterier og datamaskiner.
Vi m? heller ikke glemme magnetfeltet som beskytter planeten mot h?yenergiske partikler fra solen. Det betyr at magnetfeltet beskytter oss mot skadelig str?ling fra universet.
Dilemma
Selv om forskerne finner en eksoplanet med den rette st?rrelsen og den rette distansen til moderstjernen og at atmosf?ren har den perfekte signaturen, vil det bli sv?rt vanskelig for oss jordboere ? kommunisere med livet der borte.
En god eksoplanetkandidat for mulig liv befinner seg 1800 lys?r unna.
– Hvis vi sender ut et radiosignal, m? vi v?re veldig t?lmodige. Radiosignalene bruker 1800 ?r én vei. Vi m? vente ytterligere 1800 ?r p? ? f? svar, s?fremt livet p? eksoplaneten har den rette teknologien. S? dette er ikke enkelt.