Exoplaneten und die Suche nach dem Leben im Universum: Fragen und Antworten mit dem Autor Lee Billings

Was unser Verständnis des Lebens im Universum angeht, sind wir es gerade. Fünf Milliarden Jahre Einsamkeit (lesen Sie unseren Bericht hier) werfen einen Blick auf einige der bemerkenswerten Wissenschaftler und die unglaublichen Entdeckungen, die gemacht werden.

Anfang dieser Woche sprachen wir mit Lee über das Buch und die Zukunft, wie wir einen Spiegel der Erde finden könnten.

Space Magazine: Was war der Anstoß für das Schreiben dieses Buches? Gab es ein bestimmtes Ereignis oder einen bestimmten Moment, in dem Sie sagten: "Ich möchte über Astrobiologie und die Suche nach Exoplaneten schreiben", oder war es im Laufe der Zeit eine allmählichere Sache, wo Sie sich befanden? nur fasziniert von dem ganzen expandierenden Feld?

Lee Billings: Ein bisschen von beidem. Ich war definitiv fasziniert von dem wachsenden Feld der Suche nach Exoplaneten, aber es kam alles für mich zusammen, nachdem ich 2007 den Astronomen Greg Laughlin von der University of California in Santa Cruz für eine Infografik über Exoplaneten interviewt hatte. Gegen Ende unseres Gesprächs erwähnte er – eher abseits der Manschette -, dass die Trendlinie darauf hindeuten würde, dass wir bis 2011 einen erdgroßen Exoplaneten finden würden, wenn Sie die kleinsten gefundenen Exoplaneten Jahr für Jahr verfolgen und sie im Laufe der Zeit grafisch darstellen würden Und ich dachte: "Heiliger Mist, das sind nur noch vier Jahre!"

Ich war beeindruckt von der Unterbrechung, bei der wir diese einfachen Daten sehen konnten, aber die ganze Welt hat dies nicht erkannt oder gewürdigt. Es hat mich auch gestört, dass wir bald potenziell bewohnbare andere Welten finden würden und dennoch große Schwierigkeiten haben, tatsächlich festzustellen, ob sie bewohnbar oder sogar bewohnt sind. Und so gab es auch diese Beobachtungsunterbrechung, und viele Leute, die sich nicht darum zu kümmern schienen, gab es diese Unterbrechung.

UT: Und jetzt, da das Finden von Exoplaneten Nachrichten auf der Titelseite hervorgebracht hat, sind Sie ermutigt, wie Menschen aus der Ferne dieses Feld betrachten?

PFUND: Ja und nein. Exoplaneten sind seit Jahren in den Nachrichten. Vor 10 bis 15 Jahren, als Astronomen wie Geoff Marcy und Michel Mayor die ersten Exoplaneten fanden – Honkins riesige Gaskugeln, die nahe an ihren Sternen kreisten -, gab es Nachrichten auf der Titelseite. Momentan gab es eine Art „Exoplanetenermüdung“, bei der alle paar Tage ein neuer Exoplanet angekündigt wird und Exoplaneten aufgrund dieser Überlastung noch weniger in den Nachrichten sind. Und es wird weitergehen, und ich habe das Gefühl, dass bis 2020 die Suche nach einem erdgroßen Planeten in der bewohnbaren Zone keine Nachrichten auf der Titelseite bringen wird, weil es die ganze Zeit passieren wird und die Leute sich daran gewöhnen.

UT: Ein bisschen wie das Apollo-Programm, bei dem die Leute es bald satt hatten, Leute auf dem Mond laufen zu sehen?

LB: Ja! Obwohl ich das Gefühl habe, dass mehr Menschen in der Öffentlichkeit wissen, dass Exoplaneten entdeckt werden, und sie sogar Exoplaneten für cool halten, denken viele, dass das Finden von Tausenden von Exoplaneten wie das Sammeln von Briefmarken ist – oh, wir haben einen anderen Planeten gefunden, lassen Sie es uns in das Buch aufnehmen und ist das nicht wirklich hübsch – darum geht es hier nicht. Es geht darum, Lebenszeichen zu finden, einen Kontext für uns selbst im weiteren Universum zu finden und herauszufinden, wo die Erde und alles Leben darauf in dieses Gesamtbild passen. Ich glaube nicht, dass die Leute auf diese Seite eingestellt sind, aber sie werden von der Art und Weise verführt, wie das Finden von Exoplaneten in den Medien dargestellt wird. Der Schwerpunkt liegt nicht auf dem, was nötig ist, um wirklich mehr Details über diese Exoplaneten herauszufinden.

UT: Sie hatten die Gelegenheit, mit einigen der großen Köpfe unserer Zeit zu sprechen – natürlich ist Frank Drake eine solche Ikone von SETI und das Potenzial, dort draußen im Universum Leben zu finden. Aber ich denke, eines der erstaunlichsten Dinge in Ihrem Buch, von dem ich noch nie zuvor gehört hatte, kommt in einem der ersten Kapitel, in denen Sie mit Frank Drake und seiner Idee für ein Raumschiff sprechen, das die Sonne als Gravitationslinse verwendet in der Lage sein, ferne Planeten mit unglaublichen Details zu sehen. Das ist erstaunlich!

PFUND: Wenn Sie die Sonne als Gravitationslinse als eine Art ultimatives Teleskop verwenden, ist das wirklich faszinierend. Wie Drake in dem Buch sagte, können Sie einige verblüffende, verrückte Daten erhalten, wenn Sie die Sonne als Gravitationslinse verwenden und diese mit einer anderen Gravitationslinse im Alpha Centauri-System ausrichten, und Sie können dazwischen ein Funksignal mit hoher Bandbreite senden diese zwei Sterne mit nur der Kraft eines Handys. Im sichtbaren Licht können Sie möglicherweise Dinge auf einem nahe gelegenen Exoplaneten sehen, wie Nachtbeleuchtung, die Grenze zwischen Land und Meer, Wolken und Wettermuster. Es verwirrt nur den Geist.

Es gibt andere Techniken, die theoretisch ähnliche Beobachtungen liefern könnten, aber die Vorstellung, dass die Sterne selbst die ultimativen Teleskope sein könnten, mit denen wir das Universum erkunden und unseren Platz darin verstehen, ist nur eine technische Süße . Ich denke, das ist eine wilde, poetische und elegante Idee.

UT: Wow, das ist so überzeugend. Apropos überzeugend: Können Sie über Sara Seager und die Zeit sprechen, die Sie mit ihr verbringen konnten, um sie und ihre Arbeit kennenzulernen? Ihre Geschichte ist sehr überzeugend, ganz zu schweigen von herzzerreißenden.

PFUND: Sie ist eine bemerkenswerte Frau und eine brillante Wissenschaftlerin, und ich fühle mich zutiefst privilegiert und geehrt, ihre Geschichte erzählen zu können – und dass sie mir so viele Details ihrer persönlichen Geschichte mitgeteilt hat. Wirklich, sie ist eine Art Mikrokosmos des gesamten Feldes. Sie wechselte von dem, was sie ursprünglich studiert hatte – von der Kosmologie zur Exoplanetologie – und ihre Karriere scheint durch die Weigerung definiert zu sein, zu akzeptieren, dass bestimmte Dinge unmöglich sein könnten. Sie drückt immer auf den Umschlag und behält sozusagen den Preis im Auge, kleinere, erdähnlichere Planeten zu finden, die bewohnbar sein könnten, und Wege zu finden, um festzustellen, wie sie tatsächlich sind. Dort gibt es eine Parallele zwischen ihrem Weg und der Astronomie insgesamt, wo es Spannungen zwischen Teilen der Berufsgemeinschaft gibt. Ein Großteil der Astronomie befasst sich mit der Entstehung des Universums und der Antike, der Ferne, der Toten. Die Exoplanetologie befasst sich mehr mit den der Erde und den Planeten am nächsten gelegenen Sternen – den neuen, den nahen und den lebenden. Ich habe das Gefühl, dass sie diese Verschiebung darstellt und einen Teil dieser Spannung verkörpert.

Es gibt auch ein tragisches Element, bei dem sie durch den Tod ihres Mannes einen erheblichen Verlust erlitt und einen Weg finden musste, um durchzukommen und auf der anderen Seite stärker herauszukommen. Ich sehe Ähnlichkeiten zwischen dem und dem, was auf dem gesamten Gebiet passiert ist, wo wir große, von der Bundesregierung finanzierte Pläne für zukünftige Teleskope der nächsten Generation wie den Terrestrial Planet Finder gesehen haben, die auf den felsigen Riffen der Politik versenkt werden – und andere Dinge. Es ist kompliziert, warum das passiert ist, aber es ist nicht zu leugnen, dass dies geschehen ist. Vor 15 Jahren sprachen wir über die Einführung von TPS bis 2014 und jetzt, fast bis 2014, ist das James Webb-Teleskop noch nicht einmal auf dem Markt und es frisst das ganze Geld für alles andere auf. Und jetzt ist die Vorstellung, diese großen Arten von Lebensfindungsmissionen durchzuführen, auf der Strecke geblieben. Es gab eine Art Tod eines Traums, und die glänzende Zukunft, die für das, was für Exoplaneten passieren würde, prognostiziert wurde, scheint nicht so zu sein. Die Community musste darauf reagieren und daraus wieder aufbauen, und es scheint nicht viel Einigkeit darüber zu geben, was der beste Weg nach vorne ist.

Außerdem geht Sara Seager die Grenze zwischen dem alten Weg großer, von der Bundesregierung finanzierter Projekte und einem neuen privaten, philanthropischen Weg, der zwar nachhaltig oder erfolgreich sein kann oder nicht, aber anders ist und versucht, Wissenschaft auf neue Weise zu betreiben. Vielleicht müssen wir uns nicht auf die große Regierung oder die NASA verlassen, um dies zu tun. Vielleicht könnten wir Philanthropen oder Crowdfunding oder neue Unternehmen fragen, die helfen könnten, die Projekte in Zukunft zu finanzieren. Sie hat ihre Füße in beiden Welten und ist momentan ein Symbol für das Feld.

UT: Ja, wie Sie in dem Buch erwähnen, gibt es diese tragische Möglichkeit, dass wir niemals die Dinge finden, nach denen diese Wissenschaftler suchen – „Spiegelerden, außerirdisches Leben, außerirdische Intelligenz oder eine Zukunft jenseits unseres einsamen, isolierten Planeten. ” Was sehen Sie als die Zukunft der Suche nach Exoplaneten in Zeiten von Finanzierungskürzungen?

PFUND: Was zu passieren scheint, ist, dass Astronomen und Planetenjäger ihre Basislinien ändern und ihre Torpfosten bewegen müssen. In der Vergangenheit, als Menschen über Weltraumteleskope sprachen und Lebenszeichen fanden, dachten sie daran, Planeten um sonnenähnliche Sterne direkt abzubilden und Hinweise auf das Leben zu finden, indem sie die Atmosphäre und sogar Oberflächenmerkmale untersuchten. Der neue Weg, der sich abzeichnet und wahrscheinlich in den nächsten Jahrzehnten eintreten wird, ist die Betonung kleinerer, kühlerer, weniger sonnenähnlicher Sterne – der Roten Zwerge oder der M-Zwerge. Und es geht nicht darum, Planeten direkt abzubilden, sondern um Transitplaneten, weil es einfacher ist, Planeten um Sterne mit geringerer Masse und Supererden zu betrachten, die leichter zu finden und zu studieren sind. Aber dies sind eher fremde Orte und wir wissen nicht viel über sie, daher ist es eine aufregende Grenze.

Aber während Transite Jackpots sind – da Sie alle möglichen Informationen wie Periode, Masse, Radius, Dichte und Maße der oberen Atmosphäre des Planeten erhalten – sind Transite sehr selten. Wenn Sie an die nächsten tausend Sterne denken und nur nach Transiten suchen, wird diese Art der Suche nur einen Bruchteil der Planeten und der vorhandenen planetaren Vielfalt ergeben. Wenn Sie nach Leben und potenziell bewohnbaren Planeten suchen, brauchen wir wirklich eine größere Stichprobe und mehr als nur Transite, um die Zählung der Planeten auszufüllen, die die Sterne um uns herum umkreisen.

Ich denke, Missionen wie TESS und James Webb werden wichtig sein, aber ich denke nicht, dass es ausreichen wird. Es wird uns nur kurz davor stehen, diese größeren Fragen zu beantworten. Ich hoffe, ich liege falsch und die Betonung von M-Zwergen und Supererden und Transiten wird weitaus produktiver und überraschender sein, als sich irgendjemand hätte vorstellen können, oder es wird eine Technologie entwickelt, die um Größenordnungen billiger, erschwinglicher und besser ist als diese großen Teleskope.

Aber um die großen Fragen auf eine Weise zu beantworten, die für die Öffentlichkeit und datenhungrige Wissenschaftler zufriedenstellender ist, müssen wir wahrscheinlich große Investitionen tätigen und den Blutschweiß und die Tränen in den Bau eines dieser großen Räume investieren Teleskope. Die Leute in der Astronomie-Community haben darüber getreten und geschrien, weil sie erkannt haben, dass das Geld einfach nicht da ist.

Aber wie mir einmal jemand sagte, besteht eine wirtschaftliche Unvermeidlichkeit darin, wie sehr sich die Öffentlichkeit mit diesen Fragen beschäftigen kann und wie sehr sie hungern und dürsten könnte, andere Planeten und Leben außerhalb unseres Sonnensystems zu finden. Ich habe das Gefühl, dass ein starker Schub gemacht werden könnte. Ich bin der Meinung, dass die Öffentlichkeit diese Art von Investitionen eher unterstützen würde als andere Projekte wie ein großes weltraumgestütztes Gravitationswellenobservatorium oder ein großes Teleskop, das sich der Untersuchung der Dunklen Energie widmet.

Natürlich leben wir in einer Zeit knapper und sinkender Budgets. Es wird ein sehr schwerer Verkauf für jede dieser Investitionen in die Astronomie sein, aber die Verfolgung der alten, fernen und toten anstelle der neuen, nahe gelegenen und lebenden ist wahrscheinlich eine Ich wünsche den Astronomen viel Glück, aber ich hoffe, sie treffen die kluge Wahl, um die öffentlichste Wissenschaft zu priorisieren.

UT: Sie schreiben über die Konkurrenz und manchmal über die Verachtung, die konkurrierende Astronomen füreinander haben. Ist dieser Wettbewerb gut oder sollte es mehr Einheit auf dem Gebiet geben?

PFUND: Im Interesse der gesamten Gemeinschaft muss ich sagen, dass die Einheit besser ist und dass einige Menschen warten müssen, bis sie an die Reihe kommen oder ihre Erwartungen reduzieren. Ich bin voreingenommen; Ich bin ein Verfechter von Exoplanetenmissionen und diesen Investitionen. Aber dies ist eine öffentlich finanzierte Wissenschaft, und ich denke, es ist wichtig, dass die Gemeinschaft vereint ist, weil es für die Bohnenzähler in Washington allzu leicht ist, die nicht übereinstimmende Kakophonie zu hören, die von den verschiedenen Jungtieren der Astronomen im Nest kommt, und dass es keinen Konsens gibt außer sie sind hungrig und sie wollen mehr.

Sie müssen vereinheitlicht werden, um den anti-wissenschaftlichen Trends bei der Finanzierung standzuhalten, die wir derzeit in unserer Bundesregierung beobachten. Auf der anderen Seite ist Wettbewerb wichtig. Aber wenn Sie öffentlich finanzierte Wissenschaft betreiben, müssen die Wissenschaftler gute Arbeit leisten, um zu begründen, warum sie finanziert werden sollten.

UT: Was war die denkwürdigste Erfahrung beim Schreiben dieses Buches?

PFUND: Das ist eine wirklich schwierige Frage! Eine meiner großen Privilegien und Freuden beim Schreiben des Buches war der Zugang zu diesen Wissenschaftlern und ihrer Arbeit. Eines der denkwürdigsten Dinge war jedoch der Besuch des kalifornischen Lick Observatory am Mount Hamilton im Jahr 2012 für den Transit der Venus. Es war der letzte Transit der Venus in unserem Leben und es war erstaunlich, dort zu stehen und zu denken, dass der Transit das letzte Mal vom Mount Hamilton aus vor einem Jahrhundert sichtbar war, und all die Veränderungen zu erkennen, die seitdem in der Astronomie stattgefunden hatten. Dieser Transit verlief langsam über Stunden und es war erstaunlich, dort zu stehen und zu erkennen, dass dies das letzte Mal in Ihrem Leben ist, dass Sie ihn sehen und sich fragen, was in den dazwischenliegenden Jahren passieren wird, bis dieses Ereignis erneut auftritt.

Aber das Lick Observatory war ein geeigneter Ort, da dort einige der ersten Exoplaneten gefunden wurden. Als der letzte Transit der Venus stattfand, waren wir nicht auf dem Mond gelaufen, es gab keine Computer und wir hatten all diese großartigen Entdeckungen in der Astronomie. Ich habe darüber nachgedacht, wie die Welt in weiteren hundert Jahren oder so aussehen wird, und darüber nachgedacht, dass dies zwar eine lange Zeit für uns ist, aber im Maßstab der Planetenzeit überhaupt nichts ist! Die Sonne wird nicht wesentlich gealtert sein und die Venus wird wahrscheinlich 2117 für den nächsten Transit genau gleich aussehen, aber ich würde vermuten, dass die Erde dann ganz anders sein wird. Es ist ein Hinweis auf diese Übergangszeit, in der wir uns befinden. Es war ein sehr ergreifender Moment für mich.

UT: Es ist ähnlich, wie Frank Drake darüber sprach, wie er und seine Kollegen dachten, dass die Suche nach Funkemissionen aus anderen Zivilisationen bei der Suche nach außerirdischer Intelligenz so wichtig wäre, aber zu erkennen, dass die Funkemissionen der Erde aus unserer Technologie nachlassen und nur eine Dauer haben kurzer Zeitraum.

PFUND: Ja, wenn die Leute in Zukunft auf mein Buch zurückblicken, könnten sie vielleicht sagen: „Wow, dieser Typ war so blinzelnd und dumm – er hat diese Technologien X, Y und Z nicht kommen sehen und keine monumentalen Entdeckungen A gesehen , B und C kommen. “Ich hoffe, dass dies tatsächlich der Fall ist, denn die Suche nach außerirdischem Leben und Intelligenz wird meine wildesten Träume übertroffen haben. Ich habe jedoch nicht versucht vorherzusagen, was passieren wird, sondern wollte nur diesen seltsamen und scheinbar einzigartigen Moment festhalten, in dem wir uns an der Schwelle dieser immensen Entdeckungen befinden, die unsere Vorstellung vom Universum und von uns völlig verändern könnten unser Platz darin.

UT: Wenn wir heute mit Ihnen sprechen, können wir natürlich sagen, wie leidenschaftlich Sie über dieses Thema sind und Sie waren die perfekte Person, um darüber zu schreiben!

PFUND: Danke, Nancy!

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