Hvordan finder man liv i universet?
Biologiske tegn er ikke altid lig med liv. Det har videnskabsmænd og selv præsidenter lært på den hårde måde igennem historien, når de har været på jagt efter 'Little Green Men'.
Mars er der liv i rummet hvordan finder man aliens

Jagten på marsmændene: Der kan måske gå mange år, før vi kan få et bare nogenlunde sikkert svar på, om der er observeret liv på en anden planet, måske mange lysår borte. (Foto: Shutterstock/Vadim Sadovski) 

 

Jagten på marsmændene: Der kan måske gå mange år, før vi kan få et bare nogenlunde sikkert svar på, om der er observeret liv på en anden planet, måske mange lysår borte. (Foto: Shutterstock/Vadim Sadovski) 

 

I romaner og på film er det ikke svært at finde liv i universet.

Enten lander en UFO på plænen foran det Hvide Hus, eller også lander en astronaut på en fremmed planet og finder fremmede livsformer. I en gammel science fiction-roman om den første landing på Mars stillede kaptajnen simpelthen spørgsmålet »Er jagten god på Mars?« 

I begge tilfælde er man ikke i tvivl: Vi har opnået First Contact – det første møde med liv, som ikke stammer fra Jorden.

Virkeligheden er dog en ganske anden, fordi vi er henvist til at lede efter liv enten her fra Jorden eller ved at lade robotter foretage de nødvendige målinger for os.

Resultatet kan blive, at selvom vi måske finder tegn på liv, så er disse tegn både usikre og vanskelige at fortolke.

Derfor kan der måske gå mange år, før vi kan få et bare nogenlunde sikkert svar på, om der er observeret liv på en anden planet, måske mange lysår borte. 

Eller vi kan tage fejl og finde, hvad vi tror er sikre tegn på liv, som så senere viser sig at stamme fra fysiske eller geologiske processer, der ikke har spor med liv at gøre.

Biosignaturer kan være falske positive

Derfor er begrebet biosignatur nu blevet meget vigtigt. En biosignatur er et fysisk tegn på, at liv kan være til stede.

Her er nogle eksempler:

  • Ændringer på en planet, som følger årstiderne.

  • Gasser i atmosfæren, som mest sandsynligt er skabt biologisk.

  • Organiske molekyler.

  • Fossiler.

  • Teknosignatur, som er tegn på teknologisk aktivitet på en anden planet.

To eksempler viser, at man dog skal omgås biosignaturer med stor varsomhed. 

Når man ser på Mars gennem et teleskop, ser man en rød skive, hvor der er nogle mørke områder.

Den røde farve kommer fra de store ørkener, men allerede i 1800-tallet opdagede astronomerne, at de mørke områder ændrer sig med årstiderne, og det blev anset for et sikkert tegn på, at vi her så områder med vegetation, måske noget i retning af lav eller mos. Nogle astronomer mente endda, at de mørke områder havde en grønlig farve.

Senere viste det sig, at ændringerne i de mørke områder skyldes årstidsbestemte vinde på Mars, der flytter rundt på det lyse støv, som dækker det meste af den røde planet.

Derved er der nogle områder, som bliver blæst fri for støv, så man kan se den mørkere underliggende klippe.

Mørke områder på MARS

Fotografiet viser de mørke områder på Mars. De er ægte nok, men de viser blot områder, hvor vinden har fjernet det lyse støv, og derved frilagt den mørkere klippegrund. Desuden er de ikke spor grønlige. (Foto: NASA/USGS)

 

'Little Green Men -1'

I 1968 opfangede engelske radioastronomer nogle meget regelmæssige signaler fra rummet.

Den første tanke var, at signalerne kom fra en anden civilisation, og det blev endda diskuteret, om opdagelsen skulle holdes hemmelig.

Pulsarer

Det var den unge student Jocelyn Bell Burnell, der opdagede Pulsarerne ved at analysere lange papirruller med data – og det skete i hånden. (Foto: Billthom / (CC BY-SA 4.0))

Man nåede endda at døbe den første kilde til LGM-1, der stod for 'Little Green Men -1'.

Efterhånden blev man dog klar over, at signalerne ikke kommer fra små grønne mænd men fra pulsarer, som er hurtigt roterende neutronstjerner.

Sådanne resultater kaldes for falske positive, og derfor er forskerne meget forsigtige med at råbe liv på grundlag af bare en enkelt biosignatur.

Sandsynligvis bliver der brug for mange forskellige biosignaturer, før man med nogenlunde sikkerhed kan sige, at der er fundet liv.

Den vanskelige jagt 

Problemet med falske, positive biosignaturer er stadig noget, der plager astronomerne – især nu, hvor pressen meget gerne vil have en hurtig udtalelse om, at nu er der fundet liv.

Det stiller store krav til de pressemeddelelser, som nu er blevet en del af det videnskabelige liv.

Et eksempel er gåden om metan på Mars.

Vi kender jo udmærket metan her fra Jorden, og den anses for en god biosignatur, fordi 95 procent af det metan, der findes på Jorden, er produceret ved biologiske processer og kun 5 procent ved geologiske.

På Mars nedbrydes metan så hurtigt af Solens lys, at eksistensen af metan i atmosfæren tyder på en konstant produktion.

I 2003 fandt astronomerne metan på Mars – ikke ret meget, men nok til at biologerne blev interesserede.

Metan på Mars

Koncentrationen af metan på Mars som målt fra en af de satellitter, der kredser om planeten. Rød er høje værdier, men bemærk, at enheden er ppb – parts per billion, hvilket er meget lidt, selv om en billion på engelsk er det samme som en milliard på dansk. (Foto: NASA/Trent Schindler)

Der blev sendt satellitter i bane om Mars, som med uhyre følsomme instrumenter skulle kortlægge forekomsten af metan i marsatmosfæren.

Desuden er marsroveren Curiosity udstyret med instrumenter, der har gjort det muligt helt direkte at måle mængden af metan nede ved overfladen, hvor roveren kører rundt.

Så kommer mysteriet: Curiosity kører rundt i det 156 kilometer store Gale krater og har gennem nogle år fundet en sæsonmæssig variation i mængden af metan, således at der var mest metan om sommeren – et godt biologisk tegn.

Der har også været et par gange, hvor koncentrationen af metan pludselig steg ret voldsomt for så senere at falde igen.

Ingen forklaring og formodenligt intet liv

Nu skulle man jo forvente, at satellitterne ville måle nogenlunde det samme, men det er ikke tilfældet.

De observerer langt mindre mængder af metan end Curiosity, og i juni 2019, hvor roveren kortvarigt målte den hidtil højeste koncentration af metan, registrerede satellitterne slet ingen ting. Man har ingen forklaring.

Her står sagen nu, og det betyder så, at metanen på Mars slet ikke har været den sikre biosignatur, som man havde håbet.

Desuden har en anden måling bare gjort mysteriet dybere.

Curiosity kan nemlig også følge mængden af ilt i atmosfæren på Mars.

Hvor Jordens atmosfære indeholder 21 procent ilt, består kun 0,16 procent af mars-atmosfæren af ilt.

Men atmosfærens indhold af ilt varierer efter årstiden på samme måde som metan – den højeste koncentration af ilt er om sommeren. Igen står man helt uden en forklaring.

Næste skridt, som ligger mange år ude i fremtiden, må blive at måle forholdet mellem Kulstof-12 og Kulstof-13 i metanen.

Her på Jorden er forholdet mellem disse to kulstofisotoper afhængig af, om metanen er produceret biologisk eller geologisk. Men lige nu har vi ingen klare svar på, hvordan metanen på Mars er produceret, og hvad målingerne af iltkoncentrationen betyder.

Metan på Mars målt af Curiosity

Mængden af metan, her målt af Curiosity, varierer med årstiden, hvilket kan tyde på en biologisk kilde – men husk de mørke områder på planeten, der også ændrede sig med årstiden. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

 

Historien om meteoritten ALH 84001

Allan Hills er nogle lave bjerge eller bakker i Antarktis.

De strækker sig kun over 22 kilometer og ville ikke være noget udflugtsmål for forskere, hvis ikke det havde været for én ting: Allan Hills er omgivet af gletsjere, som langsomt bevæger sig mod bakkerne.

Når gletsjerne når bakkerne, eroderes de af vinden, og så kommer der sten til syne, som gletsjerne har bragt med sig – og det er ikke sjældent meteor-sten, der har ramt Antarktis for tusinder af år siden.

Mørke meteorsten er lette at finde i den hvide is, og derfor er stedet blevet meget populært blandt forskere, der leder efter meteoritter.

Meteoritten ALH84001

Meteoritten ALH84001. (Foto: NASA)

I 1984 fandt man så en lille sort meteorit på størrelse med en stor grapefrugt og med en vægt på 1,9 kilogram.

Den fik navnet ALH 84001, fordi det var den første meteorit, der blev fundet i Allan Hills i 1984.

Den blev dog i første omgang bare lagt ned i en skuffe, og først omkring 10 år senere blev den analyseret – og her opdagede man noget meget interessant.

Der var små luftbobler inde i meteoritten, og den luft man fandt, havde nøjagtigt samme sammensætning som luften på Mars.

meteoritten ALH 84001

Disse små ormelignende strukturer i meteoritten ALH 84001 er blevet fortolket som fossiler af mikroorganismer – men det er man nu ikke længere så sikker på. (Foto: NASA)

En yderligere analyse viste, at ALH 84001 var næsten 4 milliarder år gammel og dermed dannet på Mars på et tidspunkt, hvor der ret sikkert har været bedre betingelser for liv, end der er nu.

Yderligere analyser viste, at ALH 84001 var slynget bort fra Mars for 17 millioner år siden, sandsynligvis som følge af et meteornedslag.

Derpå havde den vandret omkring i rummet i millioner af år, før den faldt ned på Antarktis for bare 13.000 år siden.

Om artiklens forfattere

Helle og Henrik Stub er begge cand.scient'er fra Københavns Universitet i astronomi, fysik og matematik.

I snart 50 år har parret beskæftiget sig med at formidle astronomi og rumfart gennem radio, fjernsyn, bøger og foredrag og kurser.

De står bag bogen 'Det levende Univers' og skriver om aktuelle astronomiske begivenheder for Videnskab.dk, hvor de går under kælenavnet 'Stubberne'.

Præsident Clinton bliver underrettet om liv på Mars

Det er nok meget sjældent, at et nyt videnskabeligt resultat når helt frem til den amerikanske præsident, men det skete, da astronomen David McCay kunne fortælle, hvad der var opdaget.

Han mente nemlig, at meteoritten viste hele fire tegn på at være dannet, mens der var liv på Mars:

  • Man havde fundet organiske molekyler af den type, som går under navnet PAH. (Det er det mest udbredte, organiske materiale i universet, og nogle forskere mener, at det skaber betingelsen for liv, red.) 

  • Der var mineralstrukturer, der kunne minde om fossiler af jordiske mikroorganismer.

  • Der var mineraler af den type, der produceres af jordiske bakterier.

  • Der var magnetiske krystaller, som også findes i nogle jordiske mikroorganismer.

Det førte til en meddelelse i 1996 fra det Hvide Hus, som naturligt vakte en del opmærksomhed.

Her var jo hele fire ret sikre biomarkører – havde man virkelig fundet liv på Mars?

Hvad er 'falske positive'?

I dag er man slet ikke så sikker, for alle fire biomarkører kan nemlig forklares uden at inddrage liv. De har måske alle været ’falske positive’.

  • PAH-molekyler findes alle vegne i universet - også i interstellare skyer, hvor der ikke kan eksistere liv.

  • De mineralstrukturer, man troede var fossiler, ved vi nu også kan dannes ved rent geologiske processer. Det samme gælder for mineralerne.

  • De magnetiske krystaller var længe anset for det bedste bevis, men så viste forsøg, at de også kunne dannes i forbindelse med opvarmningen, da ALH 84001 faldt ned gennem Jordens atmosfære.

Der var også to andre argumenter, nemlig at stof fra Jorden havde fundet ved ind i meteoritten og dermed forurenet den, samt at de mikroorganismer, som McCay påstod at have fundet, var langt mindre end noget, man kender fra Jorden.

De er faktisk så små, at det er svært at forestille sig, at der er plads i dem til alle de komplicerede kemiske processer, som kendetegner en levende organisme.

Meteoritten ALH 84001 har været et vendepunkt for eftersøgningen af liv.

Når selv meget grundige studier af en meteorit fundet på Jorden ikke kan afgøre spørgsmålet, så bliver det mildest talt også en udfordring for selv de meget avancerede instrumenter, som rumsonder mod Mars senere i år medfører.

Det er næsten helt sikkert, at vi også denne gang må nøjes med nogle ret usikre svar – men til gengæld får vi så nogle lange diskussioner, som vil være svære at følge for en ikke-fagperson.

En dårlig dag på computeren

For seks år siden gjorde NASA-astronomen Shawn Domagal-Goldman en uventet opdagelse, der igen viser, hvor svært det er at finde beviser for liv andre steder.

I mange år har det jo været god latin at lede efter ilt i atmosfæren.

Her på Jorden er ilten jo produceret af planter, og uden planter ville den hurtigt forsvinde som følge af kemiske processer.

Domagal-Goldman havde skabt en computermodel af en planet uden liv. Så opdagede han, at der pludselig kom mere og mere ilt i den simulerede atmosfære – men det var ikke ilt skabt af liv.

Det var ilt skabt ved, at Solens stråler havde spaltet vand i ilt og brint.

Ilt alene kan altså give et falsk positivt svar på, om man har fundet liv.

Denne simulering er meget vigtig, for en af de måder, man vil lede efter liv på exoplaneter, er netop ved at analysere deres atmosfærer.

Det kan lade sig gøre, når exoplaneten glider hen foran sin stjerne, med det resultat, at noget af stjernens lys passerer gennem planetens atmosfære. Herved bliver visse bølgelængder fra stjernelyset absorberet.

Ved at måle disse bølgelængder kan man bestemme den kemiske sammensætning af exoplanetens atmosfære.

Det vil i de kommende år nok blive den vigtigste metode til at lede efter liv på exoplaneter (planeter lig Jorden, red.), som ofte er mange lysår borte.

Vi kan derfor vente rigtig mange pressemeddelelser, hvor astronomer har fundet ilt, metan, ozon eller organiske stoffer.

Men computermodellerne skal netop advare os mod ’falske positive’ fortolkninger af målingerne, så derfor er Domagal-Goldmans livløse simulerede planet med ilt i atmosfæren en meget vigtig erfaring.

Kan vi genkende en ny Jord? 

Der er en stærk fornemmelse af, at dét, vi skal lede efter, er en blå planet med hvide skyer og ilt i atmosfæren, altså en 'Jord 2.0'.

Det er da sikkert også en god ide, men problemet er, at sådan har Jorden ikke altid set ud.

Den iltrige atmosfære er kommet ret sent i Jordens historie.

Gennem meget af Jordens historie har livet klaret sig udmærket uden ilt - faktisk var ilt en gift for de første organismer.

Der var for mellem 3,8 og 2,5 milliarder år siden mange bakterier, der producerede metan, og det har givet en Jord, som nærmere var orange end blå – ligesom Saturns måne Titan er i dag.

Titan er indhyllet i en smog skabt af organiske molekyler, som opstår, når metan udsættes for Solens ultraviolette lys.

For mellem 3,8 og 2,5 milliarder år siden havde Jorden sandsynligvis meget metan i atmosfæren, som var produceret af mikroorganismer i verdenshavene, og det ville også indhylle Jorden i en orange smog.

Vi ville altså have en planet fuld af liv, som vi næppe ville genkende som en kommende blå og hvid Jord.

Overgangen til en iltrig atmosfære skete ret hurtigt for 2,4 milliarder år siden, og dermed forsvandt langt det meste af det liv, som dengang eksisterede.

Set fra datidens bakterier var fremkomsten af ilt den ultimative, økologiske katastrofe.

Vi må tyde signalerne, inden vi finder liv

Der har også været tidspunkter, hvor Jorden har været dækket af is fra pol til pol.

Finder vi en exoplanet, der er helt isdækket, vil vi nok ikke regne det for særlig sandsynligt at finde liv her. Men Jorden kunne jo ændre sig på grund af vulkaner, der sendte CO2 ud i atmosfæren og derved øgede drivhusvirkningen, så Jorden igen blev varm.

De to eksempler viser, at vi også skal passe på 'falske negative' og dermed afskrive en exoplanet for hurtigt i jagten på liv.

Over milliarder af år ændrer planeter sig meget, og Jordens historie viser, at der har været liv på Jorden, selv når det så allermest håbløst ud.

Det kan vi se af en computersimulation af planeten Proxima Centauri B, der befinder sig kun 4,3 lysår borte.

Planeten vender altid samme side mod sin stjerne. Så umiddelbart skulle man tro, at der ville være en alt for varm dagside og en alt for kold natside til, at liv var muligt.

Men computersimulationer, som NASA har udført, viser, at hvis der er vand på planeten, så vil cirkulationen af vandet i havene udjævne temperaturerne så meget, at livet er muligt. Se nedenstående video fra NASA. 

Video af Proxima Centauri B. (Video: NASA's Goddard Space Flight Center)

Vi kan derfor helt sikkert regne med mange års uklare resultater, før vi endelig finder en planet, der har så mange biosignaturer, at man kan blive enige om, at nu har vi omsider fundet liv uden for Jorden. 

Viking – et biologisk laboratorium på Mars for at søge efter liv

Det måske mest berømte forsøg på at finde liv på Mars foregik med de to rumsonder Viking 1 og 2, der landede på Mars i 1976.

De medførte begge et meget avanceret biologisk laboratorium, som man håbede en gang for alle kunne afgøre, om der var liv på Mars.

Her 44 år senere diskuterer man stadig resultaterne, så noget klart svar fik vi ikke.

Udgangspunktet for søgningen var naturligvis liv, som vi kender det – og hvordan vi kunne forvente, at en jordisk organisme reagerede på at være i et barsk miljø som Mars.

Viking-sonderne var udstyret med en lille skovl, som kunne indsamle overfladeprøver, der så blev ført ind til det biologiske laboratorium ombord på rumsonden.

Der var tre forskellige eksperimenter, men vi nævner kun det, som har givet anledning til en meget langvarig diskussion.

I dette eksperiment undersøgte man, om der i prøven var mikroorganismer, der kunne nedbryde organisk stof, som for eksempel sukker. Man tilførte prøven både vand, og næringsstoffer, som indeholdt det radioaktive kulstof-14 atom.

Logikken var simpel: Hvis der var mikroorganismer i prøven, ville de optage næringsstofferne og afgive CO2, som indeholdt nogle af de radioaktive kulstofatomer.

Efter første tilsætning af næringsstoffer målte man en stigende mængde af radioaktivt kuldioxid i prøven. Gentagen tilsætning af radioaktivt organisk stof viste dog ingen yderligere frigivelse af radioaktivt kuldioxid. 

Det er her, problemet opstår, for hvis der havde været mikroorganismer, ville de have formeret sig efter at have indtaget næringsstofferne, så ved gentagelsen af forsøget skulle vi derfor forvente frigivelse af mere radioaktivt CO2 og ikke et ophør af CO2-produktionen.

Det kan man debattere, men den afgørende grund til, at man ikke så eksperimentet som et bevis for liv på Mars var, at Viking ikke havde fundet organiske molekyler.

De er så fundet senere af Curiosity, og det åbner jo spørgsmålet, om Vikings eftersøgning af organiske molekyler har været god nok.

Herefter bliver diskussionen teknisk og for lang til at kunne gengives her, men selv i dag er videnskaben delt i fortolkningen af målingerne.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.