"Vypadá to, jakoby vznik života na příhodných planetách byl přímo zabudován do chemie vesmíru." – Známý astronom a astrobiolog Carl Sagan
Zavádějící oznámení jednoho amerického vědce o objevu vozítka Curiosity na Marsu, který "zatřese zeměkoulí", už odeznělo. Střízlivější zpráva zněla, že se našly stopy po uhlíkatých sloučeninách na Marsu. Tedy žádné chemické látky, které patří do předbiologické polévky, z níž se zrodil život. Nic světoborného! Navíc musí odborníci nejdřív zjistit, že tyhle sloučeniny skutečně pocházejí z Marsu. Mohly tam dorazit odjinud, třeba i na palubě Curiosity ze Země, anebo je tam donesly komety.
Myslím, že to není první ani poslední případ, kdy se těšíme na objevení mimozemského života, a potom se to ukáže jako nafouknutá bublina. Cesta k nalezení našich kosmických sousedů bude dlouhá a složitá, plná bloudění, rozpaků a dokazování nedokazatelného. Vždyť tyhle organismy mohou vypadat úplně jinak, než jak si ho dnes představujeme. Dokonce se může stát, že budou tak prapodivné, že je nepoznáme – a toto nepoznání by mohlo mít i tragické následky.
Všechno je možné. Tady se musíme opírat nejen o vědecké objevy na Zemi, ale i o fantazii autorů vědecko-fantastických příběhů.
Nejasná otázka života
Existuje život mimo Zemi?
Tahle otázka rozděluje pozemšťany od nepaměti. Jedni na tuto existenci věří, druzí nevěří.
Předně: co to je život? Odpověď není jednoduchá: objekt musí mít schopnost se samostatně rozmnožovat, pohybovat, růst a přijímat energii. Ovšem jak ukazují výzkumy, tyto podmínky nemusí být vždycky splněny.
Neznáme jiný život, než náš pozemský. Proto se díváme antropocentrickými brýlemi. Podle nich by se v naší části vesmíru měly vyvíjet živé organismy v podmínkách obdobných pozemským: na povrchu pevného tělesa podobného Zemi, v příhodné atmosféře a tlaku, za přispění vody a organických látek, díky životodárnému působení slunečních paprsků.
Série nepřímých důkazů
Když se podíváme na vědecké objevy posledních asi 40 let, řada těchto podmínek je na různých místech vesmíru splněna. Díky těmto nepřímým důkazům přestala být existence mimozemšťanů záležitostí víry a stala se záležitostí vědy.
* Od roku 1992 do loňského listopadu se astronomům podařilo najít 851 planet mimo naši sluneční soustavu čili exoplanet. Na základě toho odhadují, že nejméně 10 % hvězd podobných Slunci má jednu či více planet. Před Štědrým dnem přišla zpráva, že i hvězdu Tau Ceti, vzdálenou od nás pouhých 12 světelných let, obíhá asi pět planet. Přitom Tau Ceti patří do stejné třídy jako naše Slunce. A její planety jsou dvakrát až šestkrát větší než Země.
* Od začátku sedmdesátých let objevují biologové organické látky v meteoritech. Radioastronomové zase našli většinu molekul známých organických látek nejen v kometách, ale i ve vzdálených končinách vesmíru, zvláště pak v oblacích, ze kterých se tvoří nové planetární soustavy. Tyto materiály patří do takzvané předbiologické polévky, z níž se zrodil život. Loni v srpnu identifikovali molekuly jednoduchého cukru i v mračnu plynu, který obíhá čerstvě zrozenou hvězdu asi 400 světelných let od nás. Cukr glukolaldehyd může sloužit ke vzniku složitých organických sloučenin včetně ribonukleové kyseliny nezbytné k přednosu dědičnosti.
* Od šedesátých let minulého století nacházejí biologové mikroorganismy přebývající v extrémních podmínkách: za nízkých i vysokých teplot, za vysokých tlaků, v radioaktivních vodách, v žíravinách, v suchém klimatu, bez slunečního světla a s minimem živin. V roce 1974 je vědci shrnuli do jednoho učeného názvu: extrémofilové. V oceánech jsou dokonce místa, kde přežívají organismy bez kyslíku, vystačí jim voda, živiny a zdroj energie. Tahle široká škála ukazuje, že život se mohl vyvinout v prostředí, jaké jsme donedávna považovali za smrtelné.
Vědci zatím nevědí, jakým způsobem rozkvetl život z předbiologické polévky. Byla to nepravděpodobná náhoda? Anebo výsledek vlivu chemických a fyzikálních procesů za vhodných podmínek? Dělali řadu pokusů, ale žádný nedal přesvědčující výsledky. Ke třetí možnosti se věda nehlásí: božský zázrak.
Kromě toho odborníci diskutují o tom, jestli život na Zemi nezanesly mikroorganismy odněkud z vesmíru. S touto teorií panspermie poprvé přišel švédský vědec Svante Arrhenius na počátku 20. století a je žhavá dodnes. Ovšem kdyby se panspermie potvrdila, otázka vzniku života, tentokrát v kosmických dálavách, by zůstávala i nadále nejasná.
Zklamání: mrtvé těleso bez života
Kanály na planetě Mars ohlásil italský astronom Giovanni Schiaparelli roku 1877. To byl přelom ve výzkumu této planety.
V 17. století zpozorovali astronomové na Marsu polární čepičky a jejich zmenšování i zvětšování v závislosti na ročním období. O dvě století později zjistili, že tahle planeta má mnohé vlastnosti jako Země, proto začali uvažovat o tom, že by tam mohla být voda v kapalném stavu, jako řeky a moře. A tam, kde je voda, je i život, jak praví známé vědecké přikázání.
Díky Schiaparellimu se Marťané dostali na první stránky novin. Někteří odborníci dokonce tvrdili, že tihle inteligentní tvorové tam kanály stavějí, aby přivedli vodu z oblasti pólů k vysychajícímu rovníku. Skeptici tomu nevěřili. V roce 1909, kdy se Mars dostal do větší blízkosti Země, začali snášet astronomové důkazy, že kanály jsou optickým klamem.
V létě 1965 se k Marsu přiblížil první pozemský průzkumník – americká sonda Mariner 4. Ze vzdálenosti necelých 10 tisíc kilometrů pořídila snímky, na kterých byly vidět až tříkilometrové podrobnosti včetně kráterů, a naměřila nepatrný atmosférický tlak. Je to mrtvolné těleso, bez vody. A proto i bez vyšších organismů. Takže Saganova představa, že by se tam mohli prohánět i lední medvědi, ztratila opodstatnění.
Koncepce dalšího výzkumu čtvrté planety okolo Slunce se musela změnit. Teď musíme hledat jedině mikromarťany.
Planetární oceán, zatím ve formě ledu
Všechny automatické sondy, které dosud Američané k Marsu vyslali, měly jediný úkol – zjistit podmínky pro život. Rusům se jejich automaty během cesty porouchaly, takže žádný bezprostřední výzkum nemohli uskutečnit.
Ovšem při hledání samotného života si museli vědci odpovědět na otázku, kterou si dosud nikdo nekladl: Jak vypadá život? Jak se odlišuje od neživé hmoty? To je složité. Zkusíme pátrat po látkách, které mikroorganismy vylučují.
Hledání mikroskopických obyvatel zahájily sondy Viking 1 a Viking 2, které na Marsu přistály v létě 1976. Měly chemické laboratoře, do kterých přinášely teleskopické ruce vzorky půdy. Tento výzkum však neukázal, že by tam byly látky vznikající činností živých mikrobů.
Po 30 letech se vědci k těmto závěrům vrátili, aby pokusy pomocí nových znalostí a metod je prověřili. Dospěli k závěru, že vybavení sond nebylo na takové technické úrovni, aby mohlo životní formy známé ze Země detekovat, spíš je mohly – pokud tam nějaké byly – zahubit. Norman Horowitz, který řídil jeden z experimentů, připustil, že marsovská příroda vytváří anorganické – tedy neživé – procesy v mnohem bohatším rejstříku, než si dovedeme představit. A to nám může ztěžovat situaci.
Kapalná voda na povrchu této planety není pravděpodobná. Záběry automatů, které krouží okolo Marsu, ukazovaly pouze vyschlá řečiště, zaoblené kameny a minerály přímo spojené s existencí kapalné vody. Pokud tam voda existuje, tak se skrývá v polárních čepičkách, ve věčně zmrzlé půdě čili permafrostu anebo v podzemních jeskyních. Jižní čepičku tvoří většinou suchý led (zmrzlý oxid uhličitý), kdežto severní vodní led. Všechna tato zjištění pocházejí z počátku tohoto století. Na kaverny přišla družice Mars Odyssey v roce 2007. O tři roky později odvysílala družice Mars Global Surveyor snímky kráteru poblíž hory Centauri Montes s vrstvou sedimentů, které vypadaly, jakoby po jeho stěně stékala voda. Podle jiného výkladu to byl výsledek sesutí suché horniny. Průzkumná vozítka Spirit a Opportunity nedávno zjistila na některých místech sírany, které vznikají během vypařování mořské vody.
Specialisté NASA se pokusili odhadnout množství zmrzlé vody. Vyšlo jim, že kdyby roztál, pokryl by celou planetu oceán hluboký 35 metrů.
Auto plné přístrojů
Vozítko Curiosity, které přistálo na povrchu Mars v létě, je dosud nejsložitějším automatem, jaký Američané k průzkumu planet vypustili. Vypadá jako menší auto a váží 900 kilogramů. Nehledá mikroby, nýbrž podmínky vhodné pro vznik života – přítomnost základních stavebních kamenů života, především uhlíku, dusíku, fosforu, síry a kyslíku, dále studuje klima a geologické podmínky.
Robotické rameno vrtá do kamenů a nabírá vzorky půdy, které chemická laboratoř analyzuje. Kamery pořizují barevné snímky o vysoké kvalitě, rovněž fotografie schopné zachytit podrobnosti menší než je šířka lidského vlasu. Detektory měří počasí včetně úrovně radioaktivity.
Živé aerosoly ve velkých výškách?
Venuše – po Merkuru druhá nejbližší planeta Slunce – je záhadným tělesem. Skrývá ji neproniknutelný závoj oblaků a pod ním je peklo. Jak zjistila sovětská sonda Veněra 7 v roce 1970, panuje tam teplota 475 stupňů a tlak devadesátkrát vyšší než na Zemi. Zatím neznáme žádný druh pozemských extrémofilů, který by dokázal v takovém prostředí vegetovat.
Ze všech terestrických planet – tedy planet podobných Zemi – má Venuše nejhustější atmosféru. Tvoří ji hlavně oxid uhličitý. Kapalná voda tam nemůže být, okamžitě by se vypařila.
Sovětské sondy Veněra, americké Pioneer Venus a Magellan však našly podivně složené vodní kapky vysoko v mracích, které by mohly naznačovat, že tam přebývají mikroorganismy. Oblaka ve výškách 50–56 kilometrů mají podobné podmínky jako na Zemi. Carl Sagan hovořil v sedmdesátých letech o mikrobech ve tvaru aerosolů, které se vznášejí ve velkých výškách. Ke stejnému závěru dospěli v roce 2002 Dirk Schulze a-Makuch a Louis Irwin z Texaské univerzity v El Pasu na základě posledních měření družic.
Žádné překvapení na Merkuru
Někteří odborníci spekulují, že v dávné minulosti se mohl na Venuši rozvíjet život. Před 4 miliardami let bylo sluneční záření o 40 % slabší než dnes, takže Země a Mars byla zamrzlá tělesa, kdežto Venuše měla příhodné podmínky pro existenci oceánů, a tudíž i pro život. Odhaduje se, že kdyby planeta měla plochý povrch, voda by ho pokryla do výše půl metru.
Před několika týdny ohlásili Američané, že jejich sonda Messenger objevila zmrzlou vodu a možné organické látky dokonce na Merkuru, planetě, která krouží nejblíž Slunce. Třebaže je jeho povrch rozžhavený až na 430 stupňů, tento materiál leží okolo severního pólu, kam sluneční paprsky nedosahují. Vzhledem k tomu, co dnes víme o mikroskopickém životě, by nás nemělo překvapit, že i na Merkuru by se mohl vyskytovat.
Voda pod ledem
Nalezení živočichů v hydrotermálních průduších v oceánech, odkud tryská horká voda pod vysokým tlakem, dalo naději, že život může být i na měsíci Europa, který patří do soustavy největší planety naší soustavy Jupitera. Europa má průměr 3100 kilometrů, takže je jenom o něco menší než náš Měsíc. Její povrch pokrývá led rozrytý prasklinami a trhlinami, jsou na něm krátery.
Odborníci předpokládají, že pod ledovým příkrovem je oceán kapalné vody, v němž by mohl přežívat jednoduché baktérie, které nepotřebují sluneční záření a kyslík. Energii by mu mohly neklidné geologické procesy uvnitř měsíce. O složitosti těchto mikroeuropanů vědci diskutují, mnozí se domnívají, že kvůli omezeným podmínkám by vypadali velmi jednoduše.
"Strávili jsme mnoho času snahou pochopit, jestli byl Mars v minulosti obyvatelný pro život," domnívá se Robert T. Pappalardo z Laboratoře tryskového pohonu NASA (JPL) v Kalifornii. "Europa je pravděpodobně obyvatelná i dnes. Potřebujeme to potvrdit."
Metanové organismy
Stejně podivný je Titan, největší z 62 měsíců planety Saturn. Svou velikostí převyšuje Merkur, má však atmosféru z dusíku a metanu, jejichž tlak je o polovinu vyšší než na Zemi. Jeho teplota neklesá pod 160–180 stupňů mrazu. Vládne tam metan, z něhož je pevný povrch, mraky, déšť, jezera a moře – metan nahrazuje vodu.
Vědce šokovaly obrázky z evropské sondy Huygens, kterou vysadila na povrch Titanu americká sonda Cassini v roce 2004. Viděli ledové pustiny s řekami, moři a ostrovy, mikrofon zaznamenal svist větru a zahřmění hromu. Avšak voda tam nešplouchá, nejspíš v mrazu 180 stupňů teče kapalný metan. Metan také prší, sněží a vytváří mraky, horniny mohou být z vodního ledu a v hlubinách i voda. Úchvatná podívaná, která dává příležitost k různým hypotézám o životě.
"V kapalném metanu vznikají složité organické sloučeniny, které jsou základními stavebními kameny tamního života," řekla Caitlin Griffitová z JPL. Radioastronomické pozorování však ukazuje, že pod pláštěm z metanu by měl být oceán vody s příměsí čpavku.
Rovněž Ganymed, největší měsíc sluneční soustavy, a Callisto, oba náležící do soustavy Jupitera, i Enceladus obíhající Saturn jsou v podezření, že by na nich mohly být podmínky pro život. Příznaky však nejsou příliš výrazné. Občas se spekuluje i o dalších měsících.
Výzkum ve speciálních boxech
Všechny automatické sondy vysílané na povrch těles sluneční soustavy odborníci předem sterilizují, aby z nich odstranili pozemské mikroorganismy. Nikdo však nedokáže určit, nakolik jsou tyto metody spolehlivé, aby tento přenos vyloučily. Je proto docela dobře možné, že jsme nevědomě zárodky života někam zanesli. Ovšem to patří k riziku těchto výzkumů.
Stejně rizikové bude nabrání vzorků z Marsu a jejich doprava do pozemských laboratoří. Souhlasím s některými specialisty, kteří prosazují, aby se tento materiál zkoumat mimo Zemi, například na palubě Mezinárodní kosmické laboratoře ISS.
Přitom všude s nimi musí vědci pracovat izolovaně, ve speciálních boxech, jaké se používají pro radioaktivní materiály a rizikové biologické preparáty. V laboratořích musí být mírný podtlak, aby v případě jejich dehermetizace neunikaly látky ven, kde by mohly napáchat neplechu. Stejný systém byl v Lunární výzkumné laboratoři v Houstonu, kde studovali vzorky z Měsíce dovezené posádkami projektu Apollo.
Pouze odvážní dobrovolníci
Mohlo by se stát, že Mikromarťané by se v pozemském prostředí proměnili v zabijáky, kteří by likvidovali všechno živé. To není žádná pohádka, to je reálné nebezpečí. Nesmíme zapomínat, že půjde o látky naprosto neznámé.
K práci v těchto laboratořích se mohou hlásit jenom zkušení dobrovolníci. Jakmile však někdo z nich získá pocit nebezpečí, může okamžitě odejít. Vystrašení lidé by mohli zničit morálku ostatních členů týmu.
Na vlně 21 centimetrů
V naší sluneční soustavě tedy neexistuje vyspělý život. Nežijí inteligentní tvorové u jiných hvězd?
Američtí fyzici Giuseppi Cocconi a Philip Morrison uveřejnili v roce 1959 v odborném časopisu Nature představu, že by se kosmické inteligence měly dorozumívat na vlně 21 centimetrů. Následující rok se pokusil o jejich zachycení radioastronom Frank Drake. Pomocí radioteleskopu o průměru 25 metrů na observatoři Green Bank ve Virginii hledal v rámci projektu Ozma depeše od blízkých hvězd Tau Ceti (u níž před několika týdny objevili radioastronomové planetární systém) a Epsilon Eridani. Neměl úspěch – nic, co by ukazovalo na nějaký inteligentní záznam, během 150 hodin pozorování nenašel.
Tento experiment přiměl radioastronomy po celém světě, aby v pokusech zachytit korespondenci vyspělých civilizací pokračovali. V roce 1977 přijal radioteleskop Ohijské státní univerzity podivný signál trvající 72 sekund. Avšak víc už se neopakoval a není jasné, co představoval a odkud přišel. Další pátrání po jeho zdroji bylo marné. Mohl to být i šum vlastního přístroje či nějaká anomálie pozemského původu.
Koncem roku 1984 vznikl v Kalifornii Institut SETI, podporovaný NASA. Tento ústav řídil několik pátracích akcí. Zpočátku pomocí radioteleskopu v Parkesu v Austrálii 2600 hodin a vzápětí 100 dnů pomocí antény o průměru 305 metrů v Arecibu na Portoriku v rámci projektu Phoenix. Potom následoval několikaletý projekt SERENDIP, jehož se zúčastnily rovněž Kalifornská univerzita v Berkeley, Univerzita západní Sydney v Austrálii a další instituce, přičemž zapojily největší radioteleskopy.
Cizí technika bude vyspělejší
Institut SETI má vlastní soustavu teleskopů zaměřených pouze na tento úkol. Dnes, kdy na tento ústav nemá NASA peníze, závisí na darech soukromníků. Nejštědřejším je spoluzakladatel firmy Microsoft Paul Allen. Na soustavu nových teleskopů věnoval 13,5 milionu dolarů, takže umožnil zahájit jejich stavbu. Proto po něm tento systém pojmenovali. Před několika měsíci přispěl částkou 3,5 milionu dolarů zakladatel telekomunikační firmy Qualcomm Franklin Antonio.
Do tohoto úsilí jsou zapojeni lidé na celém světě. V akci SETI@home zapojují své počítače do zpracování informací získaných teleskopy.
Na celém světě proběhla asi stovka pátracích akcí, kromě USA především v Sovětském svazu, Austrálii, Argentině a Itálii. Bez úspěchu.
"V pozorovatelném vesmíru je na sto miliard galaxií," domnívá se ředitelka Institutu SETI Jill Tarterová. "Každá má přes sto miliard hvězd. To je víc než zrnek písku na všech plážích světa." A také zdůrazňuje: "Jakákoli kosmická technika, na kterou bychom narazili, bude mnohem starší než naše."
Planeta Mars
Mars je v pořadí čtvrtá planeta, která obíhá kolem Slunce, krouží jedenapůlkrát dál než naše Země. Rovníkový poloměr Marsu je 3387 kilometrů, proti 6378 kilometrů Země, přitažlivost pouze 0,38g. Doba oběhu – marsovský rok – se rovná 1,88 roku pozemského. Den tam trvá 24 hodin a 40 minut. Střídají se tam roční období a jeho polární čepičky složené především ze zmrzlého oxidu uhličitého a také vodního ledu se během oběhu kolem Slunce střídavě zvětšují a zmenšují. Atmosféra je stokrát řidší než pozemská, asi jako 35 km nad Zemí, a z 95 % složená z oxidu uhličitého. Mráz na rovníku dosahuje až 90 stupňů, na pólech až 120 stupňů, jedině v poledne na rovníku bývá plus 20 stupňů.
Polární čepičky se skládají ze zmrzlého oxidu uhličitého a také z vodního ledu. Pozorování naznačují, že v minulosti měl Mars mnohem hustější atmosféru a na jeho povrchu tekla voda, což dosvědčují vyschlé kaňony.
Automaty objevily, že v minulosti byla atmosféra mnohem hustější a obsahovala velké množství vodní páry, která se částečně ztratila do kosmu a částečně ve formě ledu zkondenzovala pod povrchem. Na povrchu jsou viditelné stopy minulého zaplavení. Současný atmosférický tlak a nízká teplota neumožňují výskyt většího množství vody v kapalné formě. Občas tam zuří silné prachové bouře.
Extrémofilové
První mikroorganismy, které se vymykaly našemu chápání, začali biologové objevovat už v šedesátých letech 20. století. Nejdřív jako fosílie čili zkamenělé organismy v půdách bohatých na čpavek a jako rozmrzlé baktérie ze zmrzlé půdy Antarktidy, kde dřímaly desetitisíce let.
Následovala plejáda živých extrémistů: baktérie v horkých jezírcích a vřídlech vyžadující teplotu až 100 stupňů, mikroorganismy v asfaltu, solných jezerech, radioaktivních vodách, v žíravinách a v jedovatých kapalinách. Arktické lišejníky, mechy a trávy přezimují v mrazech 50 stupňů. Další organismy přežívají v magnetickém poli či ve vakuu, obejdou se bez vody a podobně.
Vyšší živočichy objevili oceánologové Jacques Piccard a Donald Welsh, když v roce 1960 sestoupili v batyskafu Trieste na dno Mariánského příkopu u Filipín do hloubky 11 kilometrů. Třebaže tam nikdy nepronikne sluneční svit a tlak je tisíckrát vyšší než na zemském povrchu, pozorovali okolo svého člunu nejrůznější druhy ryb, které dosud neznali. V roce 1977 zjistila posádka americké výzkumné ponorky Alvin poblíž Galapág v Pacifiku v hloubce 2,5 kilometru trhlinu v zemské kůře, jíž proudila do moře vroucí voda – černý gejzír. A okolo něho opět život. Dnes znají vědci desítky černých gejzírů čili hydrotermálních průduchů s výtrysky o teplotě 350–500 stupňů pod tlakem 260 atmosfér a spoustu živočichů okolo nich.
Od té doby už se odborníci extrémofilům, jejichž nové druhy dál objevují, nediví. Podobně odolné organismy mohou přebývat i v kosmických dálavách.
CETI – SETI
Když se stalo na počátku sedmdesátých let 20. století hledání mimozemských civilizací předmětem vědeckého bádání, navrhoval profesor Rudolf Pešek z pražské ČVUT pro toto úsilí zkratku CETI – Communication with Extraterrestrial Inteligence, česky Spojení s mimozemskými civilizacemi. Později přešli odborníci na označení poněkud skromnější: SETI – Search for Extraterrestrial Inteligence, česky Hledání mimozemských inteligencí.
Vyšlo po drobných úpravách v iDNES-Technet 26. 12. 2012
Se svolením autora převzato z www.karelpacner.cz