Mūsu Galaktika

Galaktikas uzbūve: Galaktiku veido plakans zvaigžņu disks, no kura centra atzarojas spirālzari.

Miglāji: Miglāji ir lielas spīdošas gāzes masas starpzvaigžņu telpā.

Zvaigžņu kopas: Daļa zvaigžņu apvienotas zvaigžņu kopās.

Starpzvaigžņu vide: Starpzvaigžņu vide ir gandrīz pilnīgs tukšums.

Dzīvība kosmosā: Vai Galaktikā pie kādas zvaigznes pastāv dzīvība?

Galaktikas uzbūve

Mēs dzīvojam zvaigžņu sistēmā, ko sauc par Galaktiku. Lai atšķirtu to no citām, vārdu “Galaktika” raksta ar lielo burtu. Galaktika ir grandioza “zvaigžņu pilsēta” - tajā ir aptuveni 200 miljardi zvaigžņu. Ja būtu iespējams paskatīties uz Galaktiku no malas, tā izskatītos kā plāns disks ar biezāku centrālo sablīvējumu. Raugoties uz Galaktiku no augšas, varētu redzēt spirālzarus, kas atzarojas no centra (1. att.). Galaktikas disku apņem Galaktikas sfēriskā sastāvdaļa – halo, kurā ir maz zvaigžņu, tāpēc tā saskatāma ar grūtībām.

1. att. Piena Ceļa ilustrācija, kurā norādīta Saules atrašanās, kā arī spirālzaru nosaukumi (NASA/JPL-Caltech/R. Hurt attēls)

Mūsu Galaktika ir spirālveida galaktika. Tās diametrs ir aptuveni 100 tūkstoši gaismas gadu jeb 30 tūkstoši parseku. Galaktikas centrs atrodas Strēlnieka zvaigznāja virzienā. Tas nav tieši saskatāms, jo to aizsedz gāzu un putekļu mākoņi. Galaktikas centrā atrodas supermasīvs melnais caurums, kura masa ir 4.1 miljons Saules masas!

2. att. Galaktikas anatomija jeb struktūra (pa kreisi: NASA/JPL-Caltech; pa labi: ESA ESA/ATG medialab attēls)

Saules sistēma kopā ar Sauli atrodas Galaktikas diska nomalē 10 kiloparseku attālumā no centra t.s. Oriona spirālzarā (2. att.). Skatoties no Zemes, visvairāk Galaktikas zvaigžņu var redzēt Piena Ceļā, kas stiepjas pāri debesīm kā blāva, miglaina josla, kuru veido vienkop saplūdusī vāji starojošo zvaigžņu gaisma. Saules sistēma Galaktikā ir kā miltu graudiņš, kas iecepts lielā pankūkā. Ja novērotājs raugās Galaktikas diska garenvirzienā, skatiens sastop daudz zvaigžņu, kas arī veido Piena Ceļa joslu.

3. att. Piena Ceļš no Zemes, kurā redzama tā strukūra (Kota Hamori attēls)

1. Tabula: Galaktikas uzbūve

Disks

Disks ir galaktikas aktīvākā daļa. Kā jau minēts, tam ir plakanveida struktūra, un tas ir tikai aptuveni 1000 gaismas gadu biezs, bet 100'000 gaismas gadu plats. Tajā atrodas spirālzari, kuri ir augsta blīvuma reģioni, kas stiepjas no galaktikas centra uz āru. Šie zari nav fiksētas struktūras -  tie ir reģioni ar augstāku blīvumu, kas rotē ap galaktiku dažādos ātrumos. Spirālzari ir vietas, kur notiek intensīva zvaigžņu veidošanās, un tie ir spožāki nekā pārējās struktūras, jo tie satur daudz jaunu, karstu un masīvu zvaigžņu.

Diskā atrodas dažādu vecumu zvaigžņu populācijas, ieskaitot jaunas, spožas I populācijas zvaigznes, kas galvenokārt atrodas spirālzaros, kā arī vecākas zvaigznes, kas ir vienmērīgāk izkliedētas visā diskā. Tomēr vispārīgi vecākās zvaigznes atrodas tālāk no diska plaknes. Zvaigznes diskā parasti seko gandrīz riņķveida orbītām ap galaktikas centru, pārvietojoties diska plaknē. Tā kā diskā rodas jaunas zvaigznes, tas nozīmē, ka šeit atrodas arī gāzes mākoņi. Tie ir atrodami gan kā jonizēti un neitrāli ūdeņraža mākoņi, gan arī molekulārie ūdeņraža mākoņi (4. att.), kas arī ir vieta, kur jaunās zvaigznes rodas.

4. att. Roseta miglājs, kas sastāv no molekulārā ūdeņraža. Šeit atrodas vairak kā 2000 jaunas zvaigznes, kas tur ir nesen izveidojušās (N.A.Sharp/NOIRLab/NSF/AURA attēls)

Arī diska dinamika ir visnotaļ interesanta. Pirmkārt, spirālzaru kustība nav vienmērīga, bet gan ar dāžādiem ātrumiem, un to var drīzāk raksturot kā blīvuma vilni. Spirālzariem rotējot diskā, rodas "sastrēgumi" dažādo rotācijas ātrumu dēļ, kas saspiež esošo gāzi. Tā rezultātā tiek iniciēta zvaigžņu veidošanās ūdeņraža mākoņos! 

Papildus tam, zinātnieki 20. gadsimta sākumā ievēroja, ka spirālveida galaktikas disks nerotē tā, kā tam teoretiski vajadzētu. Tā vietā, lai rotācijas ātrums samazinātos, attālinoties no galaktikas centra, tas palika nemainīgs vai pat palielinājās(5. att.). Pēc visiem zināmajiem galaktikas masas aprēķiniem, ātrumam būtu jāsamazinās, attālinoties no centra. Šis neatbilstības novērojums lika zinātniekiem secināt, ka galaktiku apņem ievērojama daudzuma neredzama masa. Sākotnēji tika spekulēts, ka šī masa varētu būt neredzamas zvaigznes, gāze vai pat mazi melnie caurumi, tomēr vēlāk zinātnieku kopiena nonāca pie secinājuma, ka šī neredzamā masa ir tumšā matērija. Pēc tam arī tumšā matērija tika pierādīta citos veidos, kas tiks apskatīti nākamajās sadaļās.

5. att. Rotācijas grafiks vizualizācija, kas liek secināt par tumšās matērijas esamību (Mario De Leo attēls) 

Miglāji

Starpzvaigžņu telpā sastopami retināti gāzes mākoņi - miglāji (6. att.). Tie, tāpat kā zvaigznes, sastāv galvenokārt no ūdeņraža un hēlija. Pēc izskata izsķir gaišos un tumšos miglājus (7. att). Neregulārās formas dēļ tos sauc arī par difūzajiem miglājiem (8. att.). Daļa gaišo miglāju spīd tādēļ, ka to tuvumā vai iekšienē atrodas karsta zvaigzne, kas sasilda miglāju līdz augstai temperatūrai, līdz tas sāk spīdēt. Tos sauc par emisijas miglājiem, jo tie paši izstaro gaismu. Var būt arī tā, ka miglājs tikai atstaro tuvumā esošas zvaigznes gaismu, tad šādu miglāju sauc par atstarojošo miglāju (7.att.).

6. att. Dažādie miglāji tipi, kas atrodami Galaktikā (Pierre Markuse attēls)

7.att. Vairāku miglāju kopums. Emisijas miglājs: NGC2024; Atstarojošais: NGC 2023; Tumšais miglājs: Zirga Galvas miglājs. ( Rafael Compassi attēls)

Tikai nelielai daļai miglāju tuvumā vai to iekšienē atrodas kāda spoža zvaigzne. Lielākā daļa miglāju ir tumšie jeb absorbcijas miglāji, kas saskatāmi tikai tad, ja atrodas uz gaiša miglāja fona vai zvaigžņu fona. Tāds, piemēram, ir Zirga Galvas miglājs Oriona zvaigznājā (7. att.). Tā kā tumšajos miglājos nav nekādu “sildelementu”, tie ir ļoti auksti.

8.att. Omāra miglājs, kas ir arī difūzais miglājs (NASA attēls)

Tabula 2: Miglāju iedalījums

Pastāv arī citādi miglāji - planetārie un pārnovu miglāji, kas ir zvaigžņu evolūcijas rezultāts. Planetārais miglājs rodas sarkanajam milzim nometot apvalku un pārvēršoties par balto punduri. Nomestais apvalks var izplesties ļoti dažadi, kas arī rada dažāda izskata planetāros miglājus (9. att.). Visplašāk novērotie ir tieši sfēriskie un smilšu pulskteņa izskata miglāji. Smilšu pulksteņa formu miglājs iegūst, kad tās zvaigznei ir bijuši strūklas no poliem, kas arī nomesto apvaklu izbīdija kosmiskajā vidē. Tomēr ir vēl arī dažādi cita izskata miglāji, un to forma ir atkarīga no pašas zvaigznes, tās planētam un apkārtējās vides.

Miglāja spožums samazinās un tas dažu desmitu tūkstošu gadu laikā izklīst apkārtējā telpā. Planetāro miglāju vidējā temperatūra ir samērā augsta, bet tajā pašā laikā tajos sastopami arī vēsāki apgabali, līdz ar to tur var pastāvēt dažādas molekulas, piemēram, oglekļa monoksīds un putekļi, kas eksistē tikai zemā temperatūrā.

9. att. Dažadie planetāro miglāju veidi un formas, kas novērotas ar Habla teleskopu (NASA / ESA attēls)

Pārnovas miglājs rodas pārnovas sprādzienā. Šī tipa miglāji atšķiras no citiem miglājiem ar daudzveidīgu elektromagnētisko starojumu. Tie izstaro gan radioviļņus, gan redzamo gaismu, gan rentgenstarojumu. Visizteiktākais ir starojums radiodiapazonā un rentgenstarojumā, piemēram, miglājs Kasiopejas A (10.att.) ir viens no spēcīgākajiem radiostarojuma avotiem pie debess. Pārnovu miglājiem ir izteikta šķiedrveida struktūra un netipisks ķīmiskais sastāvs - tajos ir palielināts smago elementu daudzums. Pārnovu miglāji staro uz sprādzienā izdalītās enerģijas rēķina. Sākumā to izplešanās ātrums sasniedz vairākus tūkstošus km/s, bet, saduroties ar starpzvaigžņu gāzi, ātrums samazinās. Izplešoties miglājs kļūst arvien retinātāks un aptuveni 100 tūkstošu gadu laikā izklīst starpzvaigžņu telpā.

10. att. Pārnovas miglājs: Kasiopeja A. Attēlota tieši rentgenstarojuma emisija (NASA attēls)

Tabula 3: Dati par dažādiem miglājiem

Zvaigžņu kopas

Galaktikās ne visas zvaigznes eksistē atsevišķi, daudzas no tām veidojas zvaigžņu kopās. Tās ir divējādas: vaļējās un lodveida. Kaut arī pie debess tās izskatās līdzīgi, to daba ir dažāda. Vaļējās zvaigžņu kopas sastāv no jaunām zvaigznēm, kas nesen izveidojušās (11. att.). Zvaigznes parasti rodas reizē no viena molekulārā mākoņa, un parasti tās vēl ir saistītas ar miglājiem, kuros tās radušās. Kopās ir daudz galvenās secības zvaigžņu, bet maz milžu un pārmilžu. Vaļējās kopas nav lielas, tajās ir simts līdz tūkstoš zvaigznes. Tām ir neregulāra forma, to vidējais diametrs ir 3 līdz 5 pc. Vaļējās zvaigžņu kopas ir izvietojušās Galaktikas spirālzaros, kur vēl šodien turpinās zvaigžņu veidošanās. Zvaigznēm, kas tajās ietilpst, ir līdzīgas īpatnējās kustības. Tas nozīmē, ka kosmiskajā telpā tās kustas aptuveni vienā virzienā. Tām nav tik ilgs mūžs kā lodveida kopām, jo zvaigznēm savstarpēji mijiedarbojoties, tās lēnām izkaisās pa galaktiku. Lielākoties tās spēj nodzīvot dažu simtu miljonu gadu. Dažas spožākās vaļējās zvaigžņu kopas ir redzamas ar neapbruņotu aci, piemēram, dubultkopa Perseja zvaigznājā, Sile Vēža zvaigznājā, Sietiņš un Hiādes Vērša zvaigznājā.

11. att. Vaļējā zvaigžņu kopa Trumpler 14 (NASA/ESA attēls)

Tabula 4: Zvaigžņu kopu iedalījums

Lodveida zvaigžņu kopu skaits nav liels, toties tajās ir ļoti daudz zvaigžņu – vairāki simti tūkstošu līdz vairāki miljoni (12. att.). Tā kā zvaigžņu kopējā starjauda ir liela, lodveida kopa saskatāma no liela attāluma. Lodveida kopas ir lieli objekti, to diametrs ir 20 līdz 60 pc. Zvaigznes tajās izvietotas tik blīvi, ka tās var atsevišķi izšķirt tikai spēcīgā teleskopā. Līdz ar to zvaigžņu dinamika kopās ir īpaši interesanta — to orbītas bieži vien ir izstieptas un pat neparastas, jo zvaigznes kustības laikā tās orbītu pastāvīgi ietekmē vairākas citas zvaigznes. Lodveida kopas atrodas visā Galaktikas sfēriskajā telpā - diskā, Galaktikas centrālajā sablīvējumā, bet visvairāk tās ir halo. Šobrīd ir atklātas aptuveni 150 lodveida kopas Galaktikā. Lodveida zvaigžņu kopas ir vieni no vecākajiem Galaktikas objektiem. Tās sastāv no vecām zvaigznēm – sarkanajiem milžiem, Liras RR tipa maiņzvaigznēm un cefeīdām. Tas nozīmē, ka pētot zvaigžņu sastāvu šajās kopās, mēs varam uzzināt vairāk par Galaktikas agrīno dzīves periodu. Divas spožākās lodveida zvaigžņu kopas atrodas pie dienvidu puslodes debess Centaura un Tukāna zvaigznājos un Latvijā nav redzamas. Lielākās lodveida zvaigžņu kopas iespējams ieraudzīt arī tuvākajās galaktikās.

12. att. Lodveida kopa M80 (NASA attēls)

Tabula 5: Dati par dažām zvaigžņu kopām

Starpzvaigžņu vide

Telpa starp zvaigznēm nav absolūti tukša. To aizpilda ļoti retināta gāzu un putekļu vide, kas pēc sastāva līdzinās difūzajiem miglājiem (13. att.). Starpzvaigžņu vides retinājumu ir grūti iztēloties. Lai tik lielā mērā izretinātu 1 cm³ (“uzpirksteņa tiesu”) gaisa, to vajadzētu ievietot absolūti tukšā kubveida tvertnē, kuras malas garums ir 140 kilometri. Tāda tvertne aizņemtu trešdaļu Latvijas teritorijas, bet augstumā sniegtos ārpus atmosfēras robežām.

Starpzvaigžņu vidē visvairāk ir ūdeņraža, hēlija atomu un pavisam nedaudz skābekļa, oglekļa, slāpekļa, neona, sēra, argona, silīcija un dzelzs atomu. Galvenais par hēliju smagāko ķīmisko elementu “piegādātājs” ir pārnovu miglāji. Tie nogādā starpzvaigžņu vidē kodolreakciju produktus, kas radušies zvaigznē pārnovas sprādziena laikā. Ar daudziem no tiem mēs saskaramies ikdienā. Atcerēsimies, ka Saule un Zeme arī veidojās no starpzvaigžņu vides, kas bija bagātināta ar pārnovu sprādzienos izsviestajiem ķīmiskajiem elementiem. Gan mūsu ķermenis, gan lietas ap mums sastāv no atomiem, kas kādreiz ir radušies zvaigžņu dzīlēs.

13. att. Kosmiskā telpa starp zvaigznēm nav absolūti tukša (NASA attēls)

Starpzvaigžņu vide atrodas dažādās fāzēs (Tabula 6), kas atkarīga no tās vietas Galaktikā. Atkarībā no esošajiem atpstākļiem, videi ir citādāka temperatūra, spiediens, blīvums un dažkārt pat sastāvs. To blīvums var atšķirties pat vairāk kā  miljards reizes! Karstā jonizētā vide ir visvairāk sastopamā Galaktikā, kur tā var sasniegt pat vairāku miljonu kelvinu temperatūru. Šī gāze tiek uzkarsēta no pārnovu sprādzieniem, kā arī no karstajām zvaigznēm un to vējiem. Tajā pašā laikā ir arī aukstāki reģioni, kas var sasniegt dažu desmitu kelvinu temperatūru: molekulārie mākoņi. Tie spēj ļoti labi pasargāt sevi no apkārt esošā starojuma to molekulāro īpašību dēļ.

Starpzvaigžņu putekļi (14. att.), kas ir tikai 1% no visas starpzvaigņu vides masas, spēlē lielu lomu gan novērojumos, gan arī fizikālajos procesos. Tie parasti sastāv no oglekļā, silikona, skābekļa un dzelzs. Tie veido silikātus (līdzīgi smilšu graudiņiem), bet arī ledus un grafīta putekļus. Tie ir ļoti mazi - līdz 0.1 mikrona. Tie ir veidojušies gan no veco zvaigžņu vējiem, gan arī pārnovu sprādzieniem, kur tie akumulē metālus. 

Putekļi spēj absorbēt un izkliedēt gaismu, līdz ar to tie tie padara novērojumus grūtākus. Jo tālāk ir novērajamais objekts Galaktikā, jo vairāk ir putekļi starpā, jo sliktāk redzēs šo objektu. Bet tie dara arī labas lietas, piemēram, tie ir katalizatori ķīmiskajām reakcijām uz to virsmas. Uz puteklīšu virsmas atrodas vairāki atomi un molekulas, un tiem ir lielāka iespēja savienoties, radot kompleksāka tipa ķīmiskos savienojumus, nekā brīvā telpā - kosmiskajā vidē. Uz tā var izveidoties ūdens, metanols, amonijs un citas molekulas.

14. att. Starpzvaigžņu putekļi Karina miglājā (ESA attēls)

Tabula 6: Starpzvaigžņu vides dažādās fāzes (* - rādiuss, kad blīvums ir samazinājies par e jeb 2.72)

Kosmiskajā telpā atklāti ne tikai atomi, bet arī aptuveni 100 dažādas molekulas, tai skaitā arī sarežģītas organiskās molekulas, kurām ir svarīga nozīme aminoskābju molekulu veidošanā. Kā zināms, aminoskābes ir galvenais dzīvo šūnu ķīmiskais “ķieģelītis”, tāpēc ir izteikts pieņēmums, ka tālā pagātnē, kad veidojās mūsu planēta, organiskās molekulas no starpzvaigžņu vides nokļuva uz Zemes virsmas un sekmēja dzīvības izveidošanos. Izplatītākās starpzvaigžņu molekulas ir ūdeņradis H2, hidroksilgrupa OH, oglekļa oksīds CO, ciāns CN, amonjaks NH3 un formaldehīds H2CO. Starpzvaigžņu vide satur arī ūdeni ledus veidā. Astronomi atklājuši starpzvaigžņu telpā arī etilspirta molekulas. Ja visas Galaktikā esošās etilspirta molekulas savāktu vienkop, izdotos piepildīt milzīgu tvertni. Taču šai idejai nav praktiska pielietojuma, jo molekulas ir izkliedētas pārāk lielos attālumos.

Galaktiku caurauž arī kosmiskais starojums. Taču tas nav starojums, kā to varētu domāt pēc nosaukuma, bet gan augstas enerģijas daļiņu - ūdeņraža un hēlija atomu kodolu, kā arī elektronu plūsma. Kosmiskais starojums rodas galvenokārt pārnovu sprādzienos, kā arī no zvaigznēm un pat melnajiem caurumiem. Līdz ar to mēs to varam novērot gan no mūsu Saules, gan no dažādiem procesiem Galaktikā, bet pats enerģiskākais kosmiskais starojums nāk no citām galaktikām. Uz Zemes atrodas vairāki teleskopi, kas pēta kosmisko starojumu "dušas". Tās rodas, jo augstas enerģijas daļiņa, saskaroties ar atmosfēru, sadalās daudzās citās daļiņās un starojumā.

Magelāna mākoņi

Ap Galaktiku atrodas vairāk kā 60 pundurgalaktikas, kur dažas no tām arī orbitē Galaktiku. Līdzīgi kā Saulei ir savas planētas, tad Galaktikai ir savas pundurgalaktikas. Vairākas no tām tika noķertas, lidojam garām. Paši zināmākie ir Magelāna mākoņi (15. att.) - Lielais Magelāna mākonis un Mazais Magelāna mākonis -, kas jau ir novēroti simtiem gadu atpakaļ. Pirmais tos ieraudzīja portugāļu pētnieks Fernenands Magelāns, pēc kura tie arī ir nosaukti.

15. att. Lielais un Mazais Magelāna mākonis blakus mūsu Galaktikai (Nina McCurdy / Nick Risinger / NASA attēls)

Lielais Magelāna mākonis atrodas aptuveni 160 tūkstoš gaismas gadu attālumā no Zemes, un, lai gan tā ir pundurgalaktika, tā ir ceturtā lielākā galaktika galtiku Lokālajā grupā - tā ir aptuveni 1/10 no Piena Ceļa izmēriem. Šajā grupā trīs lielākās galaktikas ir Piena ceļš, Andromēdas galaktika (tuvākā galaktika mums), kā arī Trijstūra galaktika. Lielais Magelāna Mākonis ir aktīva jauno zvaigžņu ražotne, un tajā atrodas aktīvākais jauno zvaigžņu veidošanās reģions, ko sauc par Tarantulas miglāju. Tam ir lielākā starjauda no mums zināmajiem miglājiem, un to pat ir iespējams redzēt ar neapbruņotu aci. Tieši šeit arī tika novērota viena no spožākajām pārnovas eksplozijām 1987. gadā. Šis Mākonis sastāv lielākoties no jaunām, zilām zvaigznēm, bet atrodamas arī vecākas zvaigznes. Lielā Magelāna Mākoņa forma ir mainīta un sašķiebta no mijiedarbības ar Piena Ceļu.

16. att. Tarantulas miglājs, kas atrodas Lielajā Magelāna Mākonī (JWST attēls)

Mazais Magelāna Mākonis atrodas aptuveni 200 tūkstoš gaismas gadu attālumā, un tas ir aptuveni divas reizes mazāks nekā Lielas Magelāna Mākonis. Līdz ar to tas arī ir neregulārakas formas, kas ir pateicoties Piena Ceļā un Lielā Magelāna Mākoņa gravitācijas mijiedarbībai ar to. Arī šeit atrodas kombinācija ar gan pavisam jaunām zvaigznēm, jo arī šeit ir aktīvi zvaigžņu veidošānās reģioni, gan arī vecām un sarkanām zvaigznēm. Šajā Mākonī arī atrodas viens no lielākajām zināmajām lodveida kopām - 47 Tukanē (17. att.). 

17. att. Mazā Magelāna Mākoņa spožā lodveida kopa 47 Tukanē (NASA, ESA, un the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration attēls)

Kā jau minēts iepriekš, abi no šiem Mākoņiem piedzīvo spēcīgu gravitācijas mijiedarbību, kas ietekmē gan to formu, gan arī to sastāvu. Notiek gan zvaigžņu, gan gāzes pārnese abos virzienos. Tas veido dažādas struktūras un īpatnības, un viena no tām ir Magelāna straume (18. att.). Tā ir milzīga struktūra, kas parāda, kā gāze un pat zvaigznes tiek "atņemtas" Lielajam un Mazajam Magelāna mākonim. Attēlā arī redzama struktūra "vadošā roka", kas it kā "vada" Magelāna mākoņus caur kosmisko telpu. Ir atklāts, ka tās sastāvs ir lielākoties no Mazā Magelāna Mākoņa.

18. att. Magelāna straume, kas redzama kā sarkanais triepiens un Piena ceļš, kas redzams fonā. (MMM - Mazais Magelāna Mākonis, LMM - Lielais Magelāna Mākonis) (ESA/NASA attēls)

Dzīvība kosmosā

Vai mēs Visumā esam vieni? Ja tajā eksistē mūsu saprāta brāļi, tad kā viņus atrast? Šie jautājumi jau sen interesē cilvēkus, un to mūsdienās sauc par Fermi paradoksu. Kosmosā visur valda vieni un tie paši dabas likumi. Ja dzīvība radās uz Zemes, tas pats varēja notikt arī uz citām planētām ap citām zvaigznēm. Vai ir iespējams, ka arī citur dzīvība ir attīstījusies līdz saprāta līmenim? Un cik šādu ārpuszemes civilizāciju ir Galaktikā? Uz šiem jautājumiem ir ļoti grūti atbildēt. Tas ir atkarīgs no tā, cik planētu ir mūsu zvaigžņu sistēmā, cik no tām riņķo ap piemērotām zvaigznēm ne pārāk tuvu un ne pārāk tālu tām. Turklāt planētām jābūt piemērota lieluma un ar atbilstošu atmosfēras sastāvu. Jāzina, uz cik procentiem piemērotu planētu rodas dzīvība un attīstās līdz saprāta līmenim. Tāpat jāzina civilizācijas vidējais pastāvēšanas laiks. Visi šie lielumi zināmi ar nelielu precizitāti, vai nav zināmi nemaz, tāpēc civilizāciju skaita novērtējums mūsu Galaktikā svārstās no vienas (mūsu civilizācija) līdz vairākiem miljoniem. Šo viss arī ir apkopots vienā matēmatiskā izteiksmē, ko sauc par Dreika vienādojumu. Ar to cenšas saprast, cik tad daudz civilizāciju ir mūsu Galaktikā.

Uz vienu no jautājumiem astronomi tomēr spēj sniegt samērā precīzu atbildi. Veicot spektroskopiskus pētījumus, vairākiem desmitiem Saules apkaimes zvaigžņu ir atklātas planētas. 1995. gadā pie zvaigznes Pegaza 51 tika atklāta pirmā planēta ārpus Saules sistēmas, kopš tā laika atklājumu skaits strauji aug. Lai jaunatklātās planētas atšķirtu no Saules sistēmas planētām, tās ir nosauktas par eksoplanētām (19. att.). Balstoties uz šiem pētījumiem var secināt, ka aptuveni katrai zvaigznei mūsu Galaktikā ir vismaz viena planēta. Un katrai ceturtajai Saules izmēra zvaigznei ir Zemes tipa planēta.

19. att. Ilustrācija ar dažādām planētu sistēmām kosmiskajā vidē (ESA attēls)

Ja citas civilizācijas pastāv, kā nodibināt ar tām sakarus? Varbūt iespējams uztvert ārpuszemes civilizāciju raidītos signālus? Visloģiskāk tos meklēt radiodiapazonā, jo raidīšana tajā prasa mazāku enerģijas patēriņu, nekā, teiksim, gaismas signāla nosūtīšana. Laiku pa laikam šādi novērojumi tiek veikti, taču tie saskaras ar lielām grūtībām. Pirmkārt, ļoti plašs ir iespējamo frekvenču diapazons. Otrkārt, raidījums var pienākt no jebkura debess virziena, bet radioteleskopa redzes lauks ir ierobežots. Treškārt, debesis nav iespējams “klausīties” visu laiku, jo radioteleskopus izmanto arī citiem mērķiem, tāpēc ārpuszemes civilizāciju signālu meklējumus reizēm salīdzina ar adatas meklēšanu siena kaudzē. Līdz šim nekādi mākslīgi signāli no kosmosa nav konstatēti, tomēr ir bijuši vairāki interesanti un līdz galam neizskaidroti signāli.

Wow! signāls, iespējams, ir slavenākais un noslēpumainākais radio signāls, kas jebkad ticis uztverts. To atklāja Dr. Džerijs Ehmanis 1977. gada 15. augustā, strādājot pie SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) projekta ar Lielās Auss radioteleskopu Ohaio štata universitātē. Signāls ilga 72 sekundes un bija tik spēcīgs, ka Ehmanis to apvilka uz datora izdrukas un uzrakstīja "Wow!" blakus tam (20. att.), tādējādi radot nosaukumu. Signāls nāca no Strēlnieka zvaigznāja virziena un bija 1420 MHz frekvencē, kas ir ūdeņraža emisijas frekvence - frekvence, kuru daži pētnieki uzskata par labu kandidātu starpzvaigžņu saziņai.

20. att. Džerija Ehmaņa apvilktais signāls ar Wow! uzrakstu blakus tam (Lielās Auss radioteleskopa attēls)

Neskatoties uz daudziem turpmākiem novērojumiem, Wow! signāls nekad nav ticis atkārtoti uztverts, un tā izcelsme joprojām nav izskaidrota. Lai gan ir spekulēts, ka signāls varētu būt ārpuszemes izcelsmes, tas varētu būt arī rezultāts Zemes traucējumiem vai kādai citai nezināmai dabas parādībai.

2015. gada maijā tika uztverts radio signāls no HD 164595 zvaigznes virziena, kas atrodas aptuveni 94 gaismas gadu attālumā no Zemes Herkulesa zvaigznājā. Signāls tika uztverts ar RATAN-600 radioteleskopu Krievijā. Signāls bija šaura diapazona radio vilnis, kas parasti saistās ar mākslīgiem avotiem, nevis dabiskiem. Tomēr signāls tika uztverts tikai vienu reizi, un nav bijuši atkārtoti novērojumi. Turpmākā analīze liecina, ka signāls, visticamāk, bija Zemes izcelsmes, iespējams, traucējumu vai satelīta rezultāts.

Oumuamua (21. att.), pirmais zināmais starpzvaigžņu objekts, kas šķērsoja mūsu Saules sistēmu, tika atklāts 2017. gadā. Tā neparastā forma, lielais ātrums un komētas astes neesamība izraisīja spekulācijas, ka tas varētu būt ārpuszemes zonde vai kāda tehnoloģijas atlūza.

Oumuamua bija cigārveida forma un tā paātrinājums, kas nebija tikai no gravitācijas ietekmes, izraisīja dažādas hipotēzes, tostarp iespēju, ka tam varētu būt gaismas buras vai arī, ka tas ir kosmosa kuģis no attīstītas civilizācijas. Lai gan lielākā daļa zinātnieku atbalsta dabiskas izcelsmes izskaidrojumu, piemēram, lielāka objekta fragmentu vai ūdeņraža ledus kalnu, mākslīgās izcelsmes iespēja ir nopietni apsvērta vairāku cienījamu pētnieku vidū.

21. att.Oumuamua asteroīda ilustrācija, kāds tas varētu izskatīties (NASA/JPL attēls)

Ir bijuši vēl dažādi signāli no visuma dzīlēm, kas vēl līdz galam nav saprasti, kā arī vēl viens starpzaigžņu asteroīds vārdā 2I/Borisov. Visiem šiem notikumiem un objektiem visticamāk ir dabiski skaidrojumi, kas balstīti uz retiem vai vēl nezināmiem astrofizikas procesiem. Tomēr to izcelsmes neskaidrības dēļ, vienmēr gribās pasapņot - bet ja nu...

22. att. Voyager-1 misijas skaņuplate, kas ceļo kopā ar to ārpus Saules sistēmas (NASA/JPL attēls)

Uz kosmiskajiem aparātiem Pioneer, kas pētīja Jupiteru un Saturnu un pēc tam aizlidoja no Saules sistēmas, tika novietotas tērauda plāksnītes ar zīmējumiem, kas attēlo cilvēkus, kosmisko aparātu, u.c. Kosmiskie aparāti Voyager speciālās skaņuplatēs (21. att.) ved citām civilizācijām domātu vēstījumu, kas satur kodētus Zemes ainavu, cilvēku, dzīvnieku, augu un astronomisku obkektu attēlus, kā arī ierakstītu mūziku un apsveikumus daudzās valodās. Taču pat 100 gadus pēc palaišanas šie kosmiskie aparāti būs veikuši tikai niecīgu daļu attāluma līdz tuvākajai zvaigznei. Tomēr Voyager jau ir oficiāli ticis ārpus Saules sistēmas robežām!

23. att. Vēstījuma atšifrējums saprāta brāļiem, kas tika nosūtīts kosmosā 1974. gadā (NASA attēls)

1974. gadā ar pasaules lielāko radioteleskopu tika nosūtīts vēstījums uz lodveida zvaigžņu kopu Herkulesa zvaigznājā. Vēstījums saturēja informāciju par ķīmiskajiem savienojumiem, kas ir dzīvības pamatā, cilvēku izskatu, augumu un skaitu, Saules sistēmu un radioteleskopu, ar ko tika nosūtīts ziņojums (23. att.). Tā kā zvaigžņu kopa atrodas tālu, vēstījums atradīsies ceļā aptuveni 25 tūkstošus gadu un atbildi, ja tāda pienāks, varēs sagaidīt tikai pēc 50 tūkstošiem gadu.

24. att. Kreisā puse - “Seja” uz Marsa Sidonijas apgabalā, kuru nofotografējusi zonde Viking. Labā puse - Mars Global Surveyor iegūtais “sejas” attēls (NASA/JPL attēls)

Bet varbūt citu civilizāciju pārstāvji jau ir apmeklējuši Saules sistēmu? Pēc tam, kad vienā no starpplanētu zondes Viking iegūtajiem Marsa attēliem tika ieraudzīts cilvēka sejai līdzīgs veidojums (24. att.), šāda fantastiska hipotēze tika izvirzīta. “Sejas” garums ir aptuveni 1,5 km, bet augstums – 300 m. Šīs idejas aizstāvji “sejas” tuvumā saskatīja arī citus potenciāli mākslīgus veidojumus. Taču zondes Mars Global Surveyor iegūtais attēls, kurš uzņemts citā Saules staru krišanas leņķī un ar daudz lielāku izšķirtspēju, vairs nemaz nelīdzinās cilvēka sejai.