Στο κυνήγι της εξωγήινης ζωής, η πρώτη ματιά των εξωγήινων μπορεί να είναι στο ουράνιο τόξο των χρωμάτων που φαίνεται από την επιφάνεια μιας εξωπλανήτης.
σχετικό περιεχόμενο
- Η ζωή μπορεί να έχει εξαπλωθεί μέσω του γαλαξία σαν μια πανούκλα
- Τι θα μοιάζει η εξωγήινη ζωή;
Αυτή είναι η απάτη απλή ιδέα πίσω από μια μελέτη που οδήγησε ο Siddharth Hegde στο Ινστιτούτο Αστρονομίας του Max Planck στη Γερμανία. Από τα έτη φωτός μακριά, τα φυτά στη Γη δίνουν στον πλανήτη μας μια ξεχωριστή απόχρωση στο εγγύς υπέρυθρο, ένα φαινόμενο που ονομάζεται κόκκινο άκρο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η χλωροφύλλη στα φυτά απορροφά τα πιο ορατά φωτεινά κύματα, αλλά αρχίζει να γίνεται διαφανής στα μήκη κύματος στο κόκκινο άκρο του φάσματος. Μια εξωγήινη κοιτάζοντας τη Γη μέσα από ένα τηλεσκόπιο θα μπορούσε να ταιριάζει με αυτό το ανακλώμενο χρώμα με την παρουσία οξυγόνου στην ατμόσφαιρά μας και να συμπεράνει ότι υπάρχει ζωή εδώ.
Ωστόσο, τα φυτά ήταν μόνο για 500 εκατομμύρια χρόνια - μια σχετική διακύμανση στην ιστορία των 4.6 δισεκατομμυρίων ετών του πλανήτη μας. Τα μικρόβια κυριάρχησαν στη σκηνή για περίπου 2, 5 δισεκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν και μερικές μελέτες δείχνουν ότι θα κυβερνήσουν τη Γη ξανά για μεγάλο μέρος του μέλλοντός της. Έτσι ο Hegde και η ομάδα του συγκέντρωσαν 137 είδη μικροοργανισμών που όλα έχουν διαφορετικές χρωστικές ουσίες και που αντανακλούν το φως με συγκεκριμένους τρόπους. Δημιουργώντας μια βιβλιοθήκη των φασμάτων ανακλαστικότητας των μικροβίων - τα είδη χρωμάτων που αντικατοπτρίζουν οι μικροσκοπικές πλάκες από απόσταση - οι επιστήμονες που εξετάζουν το φως από τους κατοικήσιμους εξωπλανήτες μπορούν να έχουν μια πληθώρα πιθανών σημάτων για αναζήτηση, υποστηρίζει η ομάδα αυτή την εβδομάδα στο Proceedings της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών .
"Κανείς δεν είχε εξετάσει το ευρύ φάσμα της ποικίλης ζωής στη Γη και ρώτησε πώς θα μπορούσαμε να εντοπίσουμε ενδεχομένως τέτοια ζωή σε άλλους πλανήτες και να περιλάβουμε τη ζωή από ακραία περιβάλλοντα της Γης που θα μπορούσαν να είναι ο« κανόνας »σε άλλους πλανήτες", λέει η Lisa Kaltenegger, ένας συν-συγγραφέας στη μελέτη, λέει μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου. "Μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για να μοντελοποιήσετε μια Γη που είναι διαφορετική και έχει διαφορετική διαδεδομένη ζώνη και να δούμε πώς θα φαινόταν στα τηλεσκόπια μας".
Για να βεβαιωθούμε ότι έχουν αρκετή ποικιλομορφία, οι ερευνητές εξέτασαν τα μικρόβια που ζουν σε εύκρατο περιβάλλον, καθώς και πλάσματα που ζουν σε ακραία περιβάλλοντα όπως ερήμους, ιαματικές πηγές, υδροθερμικές οπές ή ηφαιστειακά δραστήριες περιοχές.
Παρόλο που μπορεί να φαίνεται ότι η εξωγήινη ζωή θα μπορούσε να πάρει μια τεράστια ποικιλία μορφών - για παράδειγμα, κάτι σαν το Horta με βάση το πυρίτιο από το Star Trek - είναι δυνατό να περιορίσουμε τα πράγματα εάν περιορίσουμε την αναζήτηση στη ζωή όπως την ξέρουμε. Πρώτον, κάθε μορφή ζωής που βασίζεται σε άνθρακα και χρησιμοποιεί νερό ως διαλύτη δεν πρόκειται να αρέσει στα μικρά μήκη κύματος του φωτός μακριά στο υπεριώδες, επειδή αυτή η υπεριώδης ακτινοβολία UV μπορεί να βλάψει τα οργανικά μόρια. Στο άλλο άκρο του φάσματος, κάθε μόριο που τα αλλοδαπά φυτά (ή τα ανάλογα τους) χρησιμοποιούν για τη φωτοσύνθεση δεν θα πάρει φως που είναι πολύ μακριά στο υπέρυθρο, επειδή δεν υπάρχει αρκετή ενέργεια σε αυτά τα μακρύτερα μήκη κύματος.
Επιπλέον, το φως της υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι δύσκολο να δούμε μέσα από μια ατμόσφαιρα που μοιάζει με τη Γη, επειδή τα αέρια εμποδίζουν πολλά από αυτά τα κύματα και ανεξάρτητα από τη θερμότητα που εκπέμπει ο πλανήτης, θα πνιγεί οποιοδήποτε σήμα από την επιφάνεια. Αυτό σημαίνει ότι οι ερευνητές περιορίζουν τη βιβλιοθήκη τους στα ανακλώμενα χρώματα που βλέπουμε όταν εξετάζουμε τα μήκη κύματος στο ορατό τμήμα του φάσματος, το μεγαλύτερο μήκος κύματος UV και το υπέρυθρο βραχέων κυμάτων.
Η βιβλιοθήκη δεν θα είναι πολύ χρήσιμη αν δεν μπορούμε να δούμε τις επιφάνειες των πλανητών στην πρώτη θέση και εκεί έρχεται η επόμενη γενιά των τηλεσκοπίων, λέει ο Kaltenegger. Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, το οποίο έχει προγραμματιστεί για εκτόξευση το 2018, θα πρέπει να είναι σε θέση να δει τα φάσματα σχετικά μικρών ατμοσφαιρικών πλατφορμών και να βοηθήσει τους επιστήμονες να επεξεργαστούν τις χημικές συνθέσεις τους, αλλά δεν θα μπορεί να δει κάποια από τα φάσματα που αντικατοπτρίζονται από το υλικό στην επιφάνεια . Ευτυχώς, υπάρχουν άλλα προγραμματισμένα τηλεσκόπια που θα πρέπει να είναι σε θέση να κάνουν τη δουλειά. Το ευρύχωρο ευρύχωρο τηλεσκόπιο, ένα όργανο μήκους 40 μέτρων στη Χιλή, θα ολοκληρωθεί μέχρι το 2022. Το ευρυγώνιο ευρυζωνικό τηλεχειριστήριο της NASA, το οποίο χρηματοδοτείται και στα στάδια σχεδιασμού του, θα πρέπει να τεθεί σε λειτουργία έως τα μέσα της δεκαετίας του 2020.
Ένα άλλο ζήτημα είναι εάν οι φυσικές γεωλογικές ή χημικές διεργασίες θα μπορούσαν να μοιάζουν με τη ζωή και να δημιουργούν ένα ψεύτικο σήμα. Μέχρι στιγμής, οι χρωστικές από τις μορφές ζωής μοιάζουν πολύ διαφορετικές από εκείνες που αντανακλώνται στα ορυκτά, αλλά η ομάδα δεν έχει εξετάσει όλες τις δυνατότητες είτε, λέει ο Kaltenegger. Ελπίζουν να κάνουν περισσότερες δοκιμές στο μέλλον καθώς δημιουργούν την ψηφιακή βιβλιοθήκη, η οποία είναι πλέον online και δωρεάν για οποιονδήποτε να εξερευνήσει στο biosignatures.astro.cornell.edu.
"Ο κατάλογος αυτός μας επιτρέπει να επεκτείνουμε τον χώρο αναζήτησης - και τη φαντασία μας", λέει ο Kaltenegger.
