Zijn we alleen in het universum? NASA roept op tot nieuw kader

Voor alle wetenschappelijke onderwerpen, die niet in een ander subforum thuis horen.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 29222
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

Zijn we alleen in het universum? NASA roept op tot nieuw kader

Bericht door univers » 28 okt 2021, 15:53

Hoe begrijpen we de betekenis van nieuwe wetenschappelijke resultaten met betrekking tot de zoektocht naar leven? Wanneer zouden we kunnen zeggen: "Ja, er is buitenaards leven gevonden?"

Wetenschappers van NASA moedigen de wetenschappelijke gemeenschap aan om een ​​nieuw raamwerk op te zetten dat context biedt voor bevindingen met betrekking tot de zoektocht naar leven. In het tijdschrift Nature schrijven ze voor een schaal te maken voor het evalueren en combineren van verschillende bewijslijnen die uiteindelijk zouden leiden tot het beantwoorden van de ultieme vraag: zijn we alleen in het universum?

In het nieuwe artikel onder leiding van Jim Green, de hoofdwetenschapper van het bureau, biedt een NASA-groep een voorbeeldschaal om als uitgangspunt te gebruiken voor discussies tussen iedereen die het zou gebruiken, zoals wetenschappers en communicators. Ze stellen zich een schaal voor die gebaseerd is op tientallen jaren ervaring in astrobiologie , een veld dat de oorsprong van het leven op aarde en de mogelijkheden van leven elders onderzoekt.

"Het hebben van een schaal als deze zal ons helpen begrijpen waar we zijn in termen van het zoeken naar leven op bepaalde locaties, en in termen van de mogelijkheden van missies en technologieën die ons helpen bij die zoektocht," zei Green.

De schaal bevat zeven niveaus, een afspiegeling van de kronkelende, gecompliceerde trap met treden die ertoe zou leiden dat wetenschappers zouden verklaren dat ze leven buiten de aarde hebben gevonden. Als analogie wijzen Green en collega's op de Technology Readiness Level-schaal, een systeem dat binnen NASA wordt gebruikt om te beoordelen hoe klaar een ruimtevaartuig of technologie is om te vliegen. Langs dit spectrum beginnen geavanceerde technologieën zoals de Mars-helikopter Ingenuity als ideeën en ontwikkelen ze zich tot rigoureus geteste componenten van geschiedenismakende ruimtemissies.

De auteurs hopen dat wetenschappers in de toekomst in gepubliceerde onderzoeken zullen opmerken hoe hun nieuwe astrobiologische resultaten in zo'n schaal passen. Journalisten zouden ook naar dit soort kaders kunnen verwijzen om in verhalen over nieuwe wetenschappelijke resultaten verwachtingen te scheppen bij het publiek, zodat kleine stapjes geen reuzensprongen lijken te zijn.

"Tot nu toe hebben we het publiek laten denken dat er maar twee opties zijn: het is leven of het is geen leven", zegt Mary Voytek, hoofd van NASA's Astrobiology Program op het NASA-hoofdkwartier in Washington en co-auteur van de studie. "We hebben een betere manier nodig om de opwinding van onze ontdekkingen te delen en te laten zien hoe elke ontdekking voortbouwt op de volgende, zodat we het publiek en andere wetenschappers kunnen meenemen op de reis."

Elke keer dat een rover of orbiter bewijs vindt dat er ooit water op Mars stroomde, is het spannend. Elke nieuwe bevinding laat ons zien dat het klimaat van Mars in het verleden vergelijkbaar was met dat van de aarde, en dat de rode planeet ooit leven had kunnen ondersteunen. Maar dat betekent niet noodzakelijk dat er ooit een leven heeft geleefd, of dat er nu iets leeft. Ontdekkingen van rotsachtige planeten die rond sterren buiten onze zon draaien, vooral die welke vloeibaar water op hun oppervlak zouden kunnen bevatten, zijn even verleidelijk, maar op zichzelf geen bewijs van leven buiten de aarde. Dus hoe begrijpen we deze observaties in context?

Afbeelding
Wetenschappers over de hele wereld werken samen, met behulp van verschillende tools en methoden, om te zoeken naar leven buiten de aarde. NASA-wetenschappers stellen voor om een ​​schaal te hebben om de betekenis van nieuwe resultaten met betrekking tot deze zoekopdracht in een context te plaatsen.
Credits: NASA/Aaron Gronstal
De hele wetenschap is een proces van vragen stellen, hypothesen bedenken, nieuwe methoden ontwikkelen om naar aanwijzingen te zoeken en alle alternatieve verklaringen uitsluiten. Elke individuele detectie kan niet volledig worden verklaard door een biologisch proces en moet worden bevestigd door vervolgmetingen en onafhankelijk onderzoek. Soms zijn er problemen met de instrumenten zelf. Andere keren leveren experimenten helemaal niets op, maar leveren ze toch waardevolle informatie op over wat niet werkt of waar je niet moet zoeken.

Astrobiologie is niet anders. Het veld gaat in op enkele van de meest diepgaande vragen die iemand zou kunnen stellen, met betrekking tot onze oorsprong en plaats in het universum. Naarmate wetenschappers meer en meer leren over welke soorten signalen worden geassocieerd met het leven in verschillende omgevingen op aarde, kunnen ze technologieën creëren en verbeteren die nodig zijn om soortgelijke tekens elders te vinden.

Hoewel de exacte details van de schaal zullen evolueren naarmate wetenschappers, communicatoren en anderen hun mening gaan geven, biedt het Nature-artikel een startpunt voor discussie.

Bij de eerste stap van de schaal, "niveau 1", zouden wetenschappers hints van een handtekening van leven rapporteren, zoals een biologisch relevant molecuul. Een voorbeeld zou een toekomstige meting zijn van een molecuul op Mars dat mogelijk verband houdt met het leven. Door naar "niveau 2" te gaan, zouden wetenschappers ervoor zorgen dat de detectie niet werd beïnvloed door de instrumenten die op aarde waren besmet. Op "niveau 3" zouden ze laten zien hoe dit biologische signaal wordt gevonden in een analoge omgeving, zoals een oude meerbodem op aarde, vergelijkbaar met de landingsplaats van de Perseverance rover, Jezero Crater.

Om bewijs toe te voegen aan het midden van de schaal, zouden wetenschappers die eerste detecties aanvullen met informatie over de vraag of de omgeving leven zou kunnen ondersteunen, en niet-biologische bronnen uitsluiten. Vooral voor Mars zouden monsters die van Mars zijn teruggestuurd, kunnen helpen om dit soort vooruitgang te boeken. Perseverance zal binnenkort monsters verzamelen en opslaan met als doel een toekomstige missie om ze op een dag terug te brengen. Aangezien verschillende teams op aarde de mogelijkheid zouden hebben om onafhankelijk sporen van leven in Mars-monsters te verifiëren met een verscheidenheid aan instrumenten, zou de combinatie van hun bewijs "niveau 6" kunnen bereiken, de op één na hoogste stap op de schaal. Maar om in dit voorbeeld niveau 7 te bereiken, de norm volgens welke wetenschappers het meest zeker zouden zijn dat ze leven op Mars hadden ontdekt, kan een extra missie naar een ander deel van Mars nodig zijn.

"Het bereiken van het hoogste niveau van vertrouwen vereist de actieve deelname van de bredere wetenschappelijke gemeenschap", schrijven de auteurs.

Deze schaal zou ook van toepassing zijn op ontdekkingen van buiten het zonnestelsel. Er wordt aangenomen dat exoplaneten , planeten buiten ons zonnestelsel, de 300 miljard sterren in de Melkweg overtreffen. Maar kleine, rotsachtige planeten zijn moeilijker van veraf te bestuderen dan gasreuzen. Toekomstige missies en technologieën zouden nodig zijn om de atmosferen van planeten ter grootte van de aarde te analyseren met aardachtige temperaturen die voldoende hoeveelheden sterlicht ontvangen voor het leven zoals wij dat kennen. De James Webb Space Telescope, die later dit jaar wordt gelanceerd, is de volgende grote stap voorwaarts in dit gebied. Maar er zal waarschijnlijk een nog gevoeligere telescoop nodig zijn om de combinatie van moleculen te detecteren die op leven zouden duiden.

Het detecteren van zuurstof in de atmosfeer van een exoplaneet, een planeet buiten ons zonnestelsel, zou een belangrijke stap zijn in het proces van het zoeken naar leven. We associëren zuurstof met leven omdat het door planten wordt gemaakt en we het inademen, maar er zijn ook geologische processen die zuurstof genereren, dus het is op zichzelf geen bewijs van leven. Om op de schaal omhoog te gaan, kon een missieteam aantonen dat het zuurstofsignaal niet werd verontreinigd door licht dat door de aarde werd gereflecteerd en de chemie van de atmosfeer van de planeet bestuderen om de geologische verklaring uit te sluiten. Aanvullend bewijs van een omgeving die leven ondersteunt, zoals een oceaan, zou de bewering dat deze hypothetische planeet bewoond is, versterken.

Wetenschappers die exoplaneten bestuderen, willen graag zowel zuurstof als methaan vinden, een combinatie van gassen in de atmosfeer van de aarde die wijzen op leven. Omdat deze gassen zouden leiden tot reacties die elkaar opheffen, tenzij er biologische bronnen van beide aanwezig zijn, zou het vinden van beide een belangrijke mijlpaal van "niveau 4" zijn.

Om niveau 5 te bereiken, zouden astronomen een tweede, onafhankelijke detectie van een spoor van leven nodig hebben, zoals globale beelden van de planeet met kleuren die doen denken aan bossen of algen. Wetenschappers zouden extra telescopen of langetermijnobservaties nodig hebben om er zeker van te zijn dat ze leven op een exoplaneet hadden gevonden.

Studie auteurs benadrukken dat de schaal niet moet worden gezien als een race naar de top. De schaal benadrukt het belang van het fundament dat veel NASA-missies leggen zonder directe detectie van mogelijke biologische signalen, zoals bij het karakteriseren van omgevingen op andere planetaire lichamen.

Aankomende missies zoals Europa Clipper , een orbiter die later dit decennium op weg is naar Jupiters ijzige maan Europa, en Dragonfly , een octocopter die Saturnusmaan Titan zal verkennen, zullen essentiële informatie verschaffen over de omgevingen waarin ooit een vorm van leven kan worden gevonden.

"Bij elke meting leren we meer over zowel biologische als niet-biologische planetaire processen", zei Voytek. “De zoektocht naar leven buiten de aarde vereist brede deelname van de wetenschappelijke gemeenschap en vele soorten observaties en experimenten. Samen kunnen we sterker zijn in onze pogingen om hints te zoeken dat we niet alleen zijn.”

https://www.nasa.gov/feature/are-we-alo ... -framework
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie