Hva er det neste for James Webb-romteleskopet?

Med dette i bakhodet retter astronomer oppmerksomheten mot røde dverger fordi det store antallet av disse stjernene – minst 75 milliarder i Melkeveien – statistisk øker sannsynligheten for at det kan eksistere beboelige planeter som går i bane rundt noen av dem. Selv om røde dverger med masser som er omtrent 0,08-0,60 ganger Solens, er viktige mål for å lete etter fremmed liv, er de vanskelige å observere fordi de er for svake, og skinner med bare 0,05 prosent av solens lysstyrke. De er imidlertid relativt lyse i det infrarøde området. Det er her JWST går i gang, fordi den først og fremst er designet for å fange infrarødt lys.

Webb har allerede begynt å se på de mest fristende kandidatene for liv andre steder i universet – syv steinete planeter på størrelse med jorden som går i bane rundt en ultrakjølig rød dvergstjerne kjent som TRAPPIST-1 (akronym for Transiting Planets and Planetesimals) Lite teleskop). Stjernen ble oppdaget i 2017 av Spitzer-romteleskopet, og er omtrent 40 lysår unna og er litt større enn planeten Jupiter, med en masse på omtrent ni prosent av solens. Tre av planetene går i bane rundt stjernens beboelige sone.

Analyse av data tatt av Spitzer antyder, om enn ikke med sikkerhet, at de fleste planetene som kretser rundt TRAPPIST-1 kan ha atmosfærer. Å ha en atmosfære er en forutsetning for livet slik vi kjenner det. Derfor vil et hovedfokus i Webbs observasjoner av TRAPPIST-1 være “atmosfærisk rekognosering” – å oppdage finesser i atmosfæren som omslutter stjernens planeter.

Å måle en planets atmosfære er ikke en skremmende oppgave for Webb. Når en planet passerer foran stjernen, vil atmosfæren absorbere noe av stjernens lys. Webb kan fange det filtrerte stjernelyset for å observere de avslørende signaturene for eksistensen av en atmosfære.

Hva med fremmedliv? Jakten på utenomjordisk liv begynte for alvor i 1984 med etableringen av SETI Institute (akronym for Search for Extraterrestrial Intelligence) i Mountain View, California. Forskere ved instituttet overvåker signaler fra verdensrommet ved å bruke bakkebaserte radioteleskoper i California, Hawaii, Puerto Rico og Chile. Til dags dato har SETI-programmet skannet rundt 20 000 objekter, for det meste sollignende stjerner. Dessverre har ingenting interessant blitt oppdaget så langt. Instituttet fungerer fortsatt, men etter at Arecibo-radioteleskopet i Puerto Rico kollapset i 2020, har det vært begrenset i sin evne til å samle inn nye data.

En fersk studie antyder at JWST kan være i stand til å oppdage utenomjordisk liv basert på luftforurensning fra planetene deres. Studien hevder at hvis teleskopet kan oppdage atmosfærisk forurensning, spesielt klimavarmende gasser, så vel som industrigasser, som klorfluorkarboner og nitrogendioksid, kan det være en signatur for et fremmed liv – omtrent på samme måte som vi er identifiserbare her på jorden basert på våre miljøforringende utslipp.

De advarer imidlertid om at det er begrensninger for Webbs evne til å oppdage forurensninger i atmosfæren. For eksempel, hvis en planets vertsstjerne er for lyssterk, vil den overdøve signalet fra atmosfæren. Eller hvis en planet går i bane nær stjernen sin, vil voldsomme utbrudd av høyenergistråling fra stjernen sprenge atmosfæren bort over tid.

Det sterkeste signalet for liv er fritt (ubundet) oksygen som mye av livet på jorden trenger for å overleve. Dessuten kan oksygen ikke produseres uten en eller annen form for liv. Det vil være vanskelig for Webb å oppdage oksygen i en eksoplanets atmosfære fordi den opprinnelig ikke ble designet for å skanne fjerne planeter for deres oksygenkonsentrasjoner. For å si det enkelt, mens Webb vil være i stand til å fortelle oss om en eksoplanet er potensielt beboelig for mennesker og/eller inneholder livets byggesteiner, er den på ingen måte den rykende pistolen for tilstedeværelse av liv.

Når det er sagt, håper astronomer at av milliarder av stjerner i galaksen vår alene, kan Webb gi det første overbevisende beviset for liv på en eller flere i planetsystemet deres. Men de forventer ikke et «eureka»-øyeblikk. Likevel, med en estimert levetid på 20 år, har Webb god tid til å lete etter fremmede liv.

Til slutt, på astronomisk skala, er den 4,55 milliarder år gamle jorden i sin tidlige middelalder. Derfor, selv om Webb ikke kan gjøre en banebrytende oppdagelse, har vi ytterligere fem milliarder år eller så til å finne liv et sted i det ufattelig store kosmos før solen sluker jorden og fordamper den. Vi bør ikke gi opp håpet om å håndhilse på romvesener – med mindre menneskeskapte klimaendringer eller en atomkrig utsletter den menneskelige sivilisasjonen i løpet av de neste tiårene.

Dr Quamrul Haider er professor i fysikk ved Fordham University i New York, USA.