Eksoplaneettojen elämän edellytysten tarkkaan tuntemiseen ja mahdollisen elämän löytymiseen on vielä matkaa, mutta yksi pieni askel eteenpäin on taas otettu. Kansainvälinen tutkijaryhmä on selvittänyt, millaisin perustein elämää voisi muualta maailmankaikkeudesta löytyä ja miten sitä kannattaa etsiä.

Tutkimuksessa selvitettiin, miten erilaiset Maan elämänmuodot vaikuttavat planeetastamme heijastuneeseen valoon – eli yksinkertaistetusti sanottuna, minkä värisenä meidän tuntemamme elämä ulkopuolisen silmiin tai vastaaviin aistinelimiin näyttäytyy.

Saaduista tuloksista on koottu tietokanta, jossa on kaikkiaan 137 mikrobitasoisen elämänmuodon "sormenjäljet". Kuten sanottua, kaikki eliöt ovat luonnollisesti Maan asukkeja, mutta jos muilla planeetoilla on elämää, se on hyvin suurella todennäköisyydellä yksisoluista, korkeintaan mikrobien kehitysasteella.

Suurimman osan historiastaan myös Maan elämä on ollut mikrobitasoista ja olisi vaatinut tarkastelua mikroskoopin avulla. Eksoplaneettojen tutkiminen sillä tarkkuudella on toistaiseksi kaukaisen tulevaisuuden – mahdollisesti toteutumaton – haave, mutta jopa yksisoluiset eliöt jättävät jälkensä planeetasta heijastuneeseen valoon.

Vaikka kaukaisella eksoplaneetalla olisi kehittynyttäkin elämää, se on jossakin vaiheessa ollut yksisoluista ja siinä muodossa sitä todennäköisesti esiintyisi edelleen. Erilaiset mikrobit vaikuttavat siihen, minkä väriseltä elollinen eksoplaneetta näyttää ja nyt – kiitos uuden tutkimuksen myötä syntyneen tietokannan – tiedämme miltä elollinen Maa näyttäisi kaukaa katsottuna.

Toistaiseksi menestyksekkäin eksoplaneettojen etsintäohjelma on ollut Kepler. Havaintolaitteena on avaruuteen sijoitettu teleskooppi, jossa on 1,4 metrin läpimittainen peili. Teleskoopin aukko on rajattu 95 senttimetriin, jolloin näkökentän halkaisija on 12 astetta, siis yli 20-kertainen Kuun näennäiseen läpimittaan verrattuna.

Koska Kepler-avaruusteleskoopilla ei ole tarkoitus ottaa mahdollisimman tarkkoja kuvia, sen muodostama näkymä on hieman epätarkka. Tähdet eivät ole pistemäisiä vaan pieniä kiekkoja. Silloin teleskoopin päätehtävä eli tähtien kirkkauden mittaaminen on helpompaa ja tarkempaa.

Tähtien kirkkauksia tarkkaillaan instrumentilla, jossa on kaikkiaan 42 ccd-ilmaisinta. Periaatteessa samanlaista kennoa kuin digikameroissa. Kooltaan ne ovat kuitenkin paljon suurempia ja muodostavat noin puolimetriä kanttiinsa olevan 95 megapikselin ”kameran”. Näin tehokkaan ilmaisimen keräämä tietomäärä on niin suuri, että sen lähettäminen teleskoopista radioteitse suoraan ja reaaliaikaisesti Maahan on mahdotonta.

Havaintoaineistosta karsiutuvat ensin pois kaikki tähdet, joiden kirkkaus on pienempi kuin 16 magnitudia (himmeimmät paljain silmin näkyvät tähdet ovat magnitudia kuusi), sitten tiedot tallennetaan tietokoneen muistiin ja kerran kuussa Kepler lähettää tekemänsä havainnot datapakettina Maahan.

Avaruusteleskooppi laukaistiin keväällä 2009 radalle, jolla se kiertää Aurinkoa hieman Maan radan ulkopuolella. Kiertoaika on 373 vuorokautta, joten Kepler jää jatkuvasti hieman jälkeen Maasta. Näin varmistettiin, että oma kotiplaneettamme ei häiritse vetovoimallaan eikä heijastamallaan valolla teleskoopin toimintaa.

12 asteen läpimittainen näkökenttä suunnattiin kohti Joutsenen, Lyyran ja Lohikäärmeen tähdistöjä. Siten Kepler tarkkaili tähtiä, jotka ovat Linnunrataa kiertävän Aurinkokunnan suhteen menosuunnassa. Näin näkökenttään saatiin tähtiä, jotka ovat Linnunradan tasossa ja suunnilleen samalla etäisyydellä sen keskustasta kuin Aurinko. Joidenkin teorioiden mukaan sillä saattaa olla merkitystä planeettojen elinkelpoisuuden kannalta.

Keplerin tarkkailemalla alueella on noin 150 000 tähteä, jotka ovat pääsarjassa eli kehityksensä rauhallisessa ja pitkäaikaisimmassa vaiheessa. Eksoplaneettojen etsintä perustuu siihen, että tähden editse kulkiessaan ne peittävät pienen osa tähdestä taakseen, jolloin sen valo himmenee hiukan: Maan kokoluokkaa olevan planeetan tapauksessa prosentin sadasosan verran.

Oma aurinkokuntamme ei ole yksin avaruudessa, sillä mitä tarkemmin tähtiä ja niiden ympärillä olevia planeettoja on pystytty havaitsemaan, sitä enemmän niitä on löytynyt. Taivas tuntuu olevan täynnä tähtiä, joita kiertää planeettoja. Jopa niin, että tähdet ilman omaa planeettakuntaansa saattavat olla kummallinen poikkeus.

Planeettoja on paljon, ja niitä on mitä erilaisimpia. Aivan kuten omassa aurinkokunnassamme, osa planeetoista on pieniä metallisydämisiä kiviplaneettoja, osa taas suuria kaasujättiläisiä. Skaala on hyvin laaja, ja jo tämänhetkisen tiedon mukaan voi sanoa suhteellisen varmasti, että myös elinkelpoisia planeettoja on varsin paljon. Ainakin teoriassa siis niiden pinnalla voisi olla enemmän tai vähemmän älykästä elämää.

Eksoplaneettojen etsiminen ja tutkiminen on eräs 2000-luvun alun suurimmista ja kiinnostavimmista asioista tähtitieteessä.

Toisia tähtiä kiertävien planeettojen havaitseminen ei kuitenkaan ole helppoa, koska ne ovat hyvin heikkovaloisia verrattuna kirkkaana loistavaan tähteen ja niiden väliset etäisyydet ovat kaukaa katsottuna hyvin pieniä. Ensimmäiset sellaiset havaittiin 1995 ja laitteiden tullessa peremmiksi ja kokemuksen karttuessa on eksoplaneettoja alkoi löytyä yhä enemmän ja enemmän. Nyt helmikuun 2014 lopussa niitä tunnetaan jo 1792; lähin näistä on Alpha Centauri Bb, planeetta, joka kiertää meitä lähintä tähtisysteemiä, Alfa Kentauria.

Luku lähes tuplaantui keskiviikkona 26.2., kun NASA kertoi 715 uudesta eksoplaneettalöydöstä. Nämä olivat toistaiseksi tehokkaimman planeettalöytäjän, NASAn Kepler-avaruusteleskoopin tekemiä havaintoja, joiden varmistamista on odotettu jo jonkin aikaa. Edelleen todennökäisten, mutta tieteellisesti vielä varmentamattomien havaintojen listalla on liki 2800 tapausta, joita tarkkaillaan ennen kuin ne ilmoitetaan varmasti löytyneiksi. Nämä siis ovat jo vahvistettujen tapausten lisäksi. Oikeasti siis vahvistettujen ja todennäköisten eksoplaneettalöytöjen määrä on jo nyt ylitse 4500.

Vuonna 1600 Giordano Bruno poltettiin roviolla, kun hän oli esittänyt julkisesti ajatuksiaan siitä, että avaruudessa on äärettömän paljon aurinkoja, joilla on äärettömän paljon planeettoja. Bruno oli oikeassa.

Ensimmäinen auringonkaltaista tähteä kiertävä planeetta löydettiin vuonna 1995. Se kiertää Pegasuksen tähdistön 51 Pegasi -tähteä, jonka voi juuri ja juuri nähdä paljain silmin syksyisellä yötaivaalla. Siitä lähtien eksoplaneettoja on löydetty yhä kiihtyvällä tahdilla. Tällä hetkellä tunnetaan jo yli 900 eksoplaneettaa ja hyviä ehdokkaita on 2 700.

Suurin osa eksoplaneetoista on löydetty epäsuorilla menetelmillä. Jos tähden paikkaa taivaalla tai sen säteilyn spektriä seurataan tarkkaan, tähti voi näyttää liikkuvan edestakaisin. Silloin tähteä todennäköisesti kiertää planeetta, joka saa sen huojumaan hieman.

Jos tähden kirkkautta seurataan tarkkaan, tähti voi aika ajoin näyttää himmenevän hetkeksi. Suuri osa tähdistä on muuttujia, joiden kirkkaus todella vaihtelee. Säännöllisin väliajoin toistuva hetkellinen himmeneminen voi kuitenkin johtua jättiläisplaneetasta, joka kulkee tähteä kiertäessään sen editse.

Sekä tähden huojuminen että himmeneminen ovat niin vähäisiä ilmiöitä, että toistaiseksi suurin osa löydetyistä eksoplaneetoista on Maata suurempia kiertolaisia. Pienempien planeettojen vaikutus jää nimittäin helposti huomaamatta. Lähellä tähteä kiertävien kuumien kaasujättiläisten olosuhteet eivät ole elämän kannalta suotuisat.

Jo nyt on kuitenkin löydetty myös omaa Aurinkokuntaamme muistuttavia järjestelmiä, joissa on useita planeettoja: jättiläisten lisäksi myös pienempiä kiertolaisia. Ja kun havaintolaitteet ja -menetelmät jatkuvasti kehittyvät, maankaltaisten ja mahdollisesti elämälle otollisten planeettojen lukumäärä kasvaa.

Suuren osan eksoplaneetoista ja eritoten ehdokkaista on löytänyt Kepler-luotain, joka laukaistiin avaruuteen vuonna 2009. Se seuraa 170 000 tähden kirkkautta Joutsenen tähdistössä taukoamatta useiden vuosien ajan.

Avaruudesta on löytynyt myös yksinäisiä planeettoja, jotka eivät kierrä mitään tähteä. Niitä saattaa olla jopa enemmän kuin ”tavallisia”, tähteä kiertävillä radoilla olevia planeettoja. Hurjimpien arvioiden mukaan niitä saattaa olla tähtiäkin enemmän. Omassa kotigalaksissamme Linnunradassa on noin 200 miljardia tähteä, mutta orpoja planeettoja mahdollisesti 1000 miljardia. Bruno oli todellakin oikeassa.