Vi søger efter livsbetingelser og/eller liv i rummet (evt. fossiler) med det mål at få svar på spørgsmålet:

Transkript

1 Liv i Universet De metoder vi anvender til at søge efter liv i Universet afhænger naturligvis af hvad vi leder efter. Her viser det sig måske lidt overraskende at de processer vi kalder for liv, ikke er helt nemme at afgrænse og helt præcist definere. Det gælder i særdeleshed hvis vi taler om andre typer af liv, end dem vi kender på Jorden.

2 Vi søger efter livsbetingelser og/eller liv i rummet (evt. fossiler) med det mål at få svar på spørgsmålet: Er liv en sjældenhed eller er det almindeligt i vores univers?

3 Astrobiologi Intelligent liv i uden for Jorden? Hvordan vil vi overhovedet kommunikere? her skal I også selv arbejde! Kaffepause Liv på Mars og liv andre steder? Hvad er liv? Hvordan vil vi finde livet? Exoplaneter

4

5 Intelligent liv på Mars?

6 Percival Lowell ( ) Giovanni Schiaparelli ( )

7 Percival Lowell ( ) Giovanni Schiaparelli ( )

8

9

10 Lowell (1905)

11

12 Intelligente signaler fra rummet?

13 ATA-42 Allen Telescope Array

14 "Big Ear" radio telescope

15 15. August 1977: Big Ear radio telescocpe (72 sekunder)

16

17 Andre SETI signaler SHGb02+14a: 1420 MHz og drift svarende til signaler fra et hurtigt roterende objekt En række andre underlige radio signaler med frekvenser mellem 1 MHz og 10 MHz

18 Intelligente signaler fra rummet?

19

20 Pioneer 10 og 11

21 Voyager 1 og 2

22 Voyager 1 og 2 Hilsen på 55 sprog. Lyde: Vulkaner, vind, regn, hvalsang, hjerteslag, latter, gøende hund, morsekode, tog, traktor, bus, bil, Raket, fly, mor kysser barn, Musik: Bach, Mozart,.. Chuck Berry (Johnny B. Goode), sange fra Ny Guinea, Bryllupssang fra Peru, Digitale billeder

23 Astrobiologi Intelligent liv i uden for Jorden? Hvordan vil vi overhovedet kommunikere? her skal I også selv arbejde! Kaffepause Liv på Mars og liv andre steder? Hvad er liv? Hvordan vil vi finde livet? Exoplaneter

24 Hvad vil I mene er det vigtigste at inkludere på The Sounds of Earth hvis vi skulle lave en ny version?

25 Liv på Jorden Udviklet over lange tidsrum og har løbende tilpasset sig miljøet på Jorden

26

27 3,9 mia. år siden

28 i dag

29 Viking

30

31 Vikingsondens eksperimenter (1976)

32

33

34 Videnskabelige mål for MSL 1. Har der været liv på Mars? 2. Undersøge klimaet på Mars 3. Undersøge geologien på Mars 4. Forberede bemandede missioner til Mars

35 Målsætningerne for MSL Undersøge kulstof og kulstofforbindelserne Undersøge kemien bag liv: Kulstof, Hydrogen, Nitrogen, Oxygen, Svovl Søge efter tegn på biologiske processer

36 Målsætningerne for MSL Undersøge mineraler på overfladen og i lagene under overfladen Forstå processerne som har formet klipperne og jordlagene

37 Målsætningerne for MSL Studere atmosfærens udvikling over lange tidsrum (4 mia. år) Bestemme niveau, fordeling og kredsløb af vand og kuldioxid Undersøge niveauet af overfladestråling

38

39 Europa (Jupiter måne)

40

41

42

43

44

45 Liv på Jorden Udviklet over lange tidsrum og har løbende tilpasset sig miljøet på Jorden

46 Hvad er liv? De processer vi kalder levende adskiller sig fra ikkelevende kemiske processer ved følgende kendetegn: Levende organismer er opbygget af kemiske forbindelser men kan ved stofskifte opretholde sig selv ved tilførsel og forbrug af energi. Levende organismer kan reproducere sig selv, hvilket betyder at de kan danne en ny organisme ved at vokse eller formere sig. Levende organismer kommer derfor til at skabe en slægt eller art hvor nye organismer er opstået som en kopi af den forrige generation.

47 Hvad er liv? Levende organismer kan forandres over generationer igennem reproduktion, det kalder vi for evolution. Dette tillader at organismerne kan tilpasse sig til det givne miljø og evt. tilpasse sig til forandringer i miljøet. I livsprocesserne indgår mutation, tilpasning og naturlig udvælgelse som centrale elementer. Tilpasning og udvikling til komplekse livsformer tager lang tid sammenlignet med almindelige kemiske reaktioner.

48 Hvad er liv? Levende organismer indgår i fødekæder hvor en livsform tjener til føde for en anden og ofte højere livsform. Jo flere led der indgår i en fødekæde jo mere komplekse kan livsformen blive.

49 Det ser ud til at de kemiske processer som er en forudsætning for liv, kræver at organismen indeholder væske for at stoftransport og energioverførsel kan finde sted. På Jorden finder vi ikke livsformer i gasarter eller i rent fast stof. VAND Den levende organisme indeholder en række store molekyler (f.eks. DNA) som bærer informationen om den levende organisme. Men DNA er ikke liv, selvom det er en forudsætning for liv. Liv er en egenskab som opstår på celleniveau og som kræver et samspil mellem stoftransport og energioverførsel.

50 Livet optager stoffer og producerer affaldsstoffer og set som en helhed kan livsprocesserne skabe et miljø et økosystem som set udefra er ude af kemisk ligevægt. Et eksempel på dette er ilten i Jordens atmosfære. Uden livsprocesser ville ilten i løbet af kort tid forsvinde fra vores atmosfære. Energien til at opretholde det stofskifte som udgør livet kræver en energikilde i form af lys eller varme. På Jorden er den primære energikilde Solens lys. Sol- eller stjernelys

51 En højere livsform kræver en lang fødekæde. Hvor lang en fødekæde kan blive, afhænger bl.a. af hvor effektiv en given livform er til at omsætte energien til biomasse. Her viser det sig, at kemiske processer i organismer hvor ilt indgår, udnytter energien meget bedre end processer i iltfrie miljøer. Derfor ser det ud til at lange fødekæder, og dermed højere livsformer, hovedsagligt vil kunne udvikles på planeter, hvor ilt eksisterer i fri form. Der skal være ilt tilstede

52 Hvilke forhold kræver liv? Vand skal findes i flydende form. Udelukkende gas og fast stof vil ikke være et passende miljø for liv. Der skal derudover være en beskyttende atmosfære, da man ikke forestiller sig, at livsprocesserne kan finde sted i det tomme rum. Der skal være energi til stede, primært i form af lys (men kan også være i form af varme, fx fra vulkansk aktivitet).

53 Hvilke forhold kræver liv? Ilt skal være til stede hvis der skal eksistere højere livsformer. I et iltfrit miljø vil kun simple livsformer som f.eks. amøber udvikles. Der skal være et relativt stabilt miljø i store tidsrum (måske i milliarder af år).

54 Søger efter liv - strategien Find flydende vand Find en planet uden for meget gas og hvor energi/lys kan ramme det flydende vand. Undersøg miljøet og søg efter en biomarkør/biosignatur.

55 55

56 Kepler-62e 122 døgn Kepler-62f 267 døgn 56

57 Biomarkører - hvordan opdages liv på exoplaneter? 1. Måling af det lys, der kastes tilbage fra skyer og fra overfladen af exoplaneten. Her kan der dels måles mængden af lys, som kastes tilbage (dvs. albedoen), samt farvespektret af det reflekterede lys. Disse målinger vil give information om planetoverfladens egenskaber (f.eks. is, vand, skyer og måske planter).

58 HAT-P-7 HAT-P-7 Nielsen et al. 2012

59 TrES-2b sortere end kul! Visuelt albedo <1% 59

60 Rplanet/Rstar ± Rplanet/REarth ± Batalha et al Rplanet/Rstar ± Rplanet/REarth ± All data to date

61

62 HAT-P-7 HAT-P-7

63 Biomarkører - hvordan opdages liv på exoplaneter? 2. Måling af den infrarøde stråling som kommer fra overfladen. Det kan ikke blot give oplysninger om exoplanetens overfladetemperatur, men også om hvilke gasser, som befinder sig i atmosfæren på exoplaneten.

64

65 HD b

66 Jordens spektrum

67 Biomarkører - hvordan opdages liv på exoplaneter? 3. Måling af exoplanetens atmosfære ved at se på, hvor meget stjernelys der absorberes i atmosfæren når planeten befinder sig i synslinjen mellem os og den stjerne, den kredser om. Dette kan give oplysninger om hvilke gasarter der findes i atmosfæren.

68

69 Biomarkører - hvordan opdages liv på exoplaneter? 4. Måling af signaler fra exoplaneten som ikke kan stamme fra naturlige kemiske og fysiske processer, f.eks. elektromagnetiske signaler fra en intelligent civilisation eller planetsystemer som er ude af ligevægt.

70 Biomarkører - hvordan opdages liv på exoplaneter? 4. Måling af signaler fra exoplaneten som ikke kan stamme fra naturlige kemiske og fysiske processer, f.eks. elektromagnetiske signaler fra en intelligent civilisation eller planetsystemer som er ude af ligevægt. Radiosignaler, laserstråler. Kunstigt lys fra nattesiden

71

72 Biomarkører - hvordan opdages liv på exoplaneter? 4. Måling af signaler fra exoplaneten som ikke kan stamme fra naturlige kemiske og fysiske processer, f.eks. elektromagnetiske signaler fra en intelligent civilisation eller planetsystemer som er ude af ligevægt. Radiosignaler, laserstråler. Kunstigt lys fra nattesiden Ombygning af Solsystemer

73 Percival Lowell ( ) Giovanni Schiaparelli ( )

74 Kepler-62f