Podczas polowania na obce życie nasze pierwsze spojrzenie na istoty pozaziemskie może znajdować się w tęczy kolorów widocznych z powierzchni egzoplanety.
powiązana zawartość
- Życie może rozprzestrzeniać się po całej galaktyce jak plaga
- Jak będzie wyglądało życie pozaziemskie?
To zwodniczo prosta idea badania przeprowadzonego przez Siddhartha Hegde'a w Max Planck Institute for Astronomy w Niemczech. Widziane z odległości lat świetlnych rośliny na Ziemi nadają naszej planecie charakterystyczny odcień w bliskiej podczerwieni, zjawisko zwane czerwoną krawędzią. Wynika to z faktu, że chlorofil w roślinach pochłania większość widzialnych fal świetlnych, ale zaczyna stawać się przezroczysty dla długości fal na bardziej czerwonym końcu spektrum. Pozaziemskie spojrzenie na Ziemię przez teleskop może dopasować ten odbity kolor do obecności tlenu w naszej atmosferze i stwierdzić, że tutaj jest życie.
Rośliny istnieją jednak od około 500 milionów lat - względny przebłysk w historii naszej planety na 4, 6 miliarda lat. Mikroby dominowały na scenie przez około 2, 5 miliarda lat w przeszłości, a niektóre badania sugerują, że będą rządzić Ziemią przez większą część swojej przyszłości. Hegde i jego zespół zgromadzili 137 gatunków mikroorganizmów, z których wszystkie mają różne pigmenty i odbijają światło w określony sposób. Budując bibliotekę widm odbicia drobnoustrojów - rodzajów kolorów, które te mikroskopijne stworzenia odbijają z daleka - naukowcy badający światło z egzoplanet nadających się do zamieszkania mogą mieć mnóstwo możliwych sygnałów do wyszukania, zespół argumentuje w tym tygodniu w Proceedings National Academy of Sciences .
„Nikt nie spojrzał na szeroki zakres różnorodnego życia na Ziemi i nie zapytał, w jaki sposób możemy potencjalnie dostrzec takie życie na innych planetach i uwzględnić życie z ekstremalnych środowisk na Ziemi, które mogą być„ normą ”na innych planetach”, Lisa Kaltenegger, współautor badania, mówi przez e-mail. „Możesz użyć go do modelowania Ziemi, która jest inna i ma inną szeroko rozpowszechnioną faunę i florę, i zobacz, jak wyglądałoby to na naszych teleskopach”.
Aby upewnić się, że mają wystarczającą różnorodność, badacze przyjrzeli się drobnoustrojom zamieszkującym strefy umiarkowane, a także stworzeniom żyjącym w ekstremalnych warunkach, takich jak pustynie, źródła mineralne, otwory hydrotermalne lub obszary wulkaniczne.
Chociaż może się wydawać, że obce życie może przybierać różnorodne formy - na przykład coś w rodzaju krzemowej Horty z Star Trek - możliwe jest zawężenie rzeczy, jeśli ograniczymy poszukiwania do życia, jakie znamy. Po pierwsze, każda forma życia oparta na węglu i wykorzystująca wodę jako rozpuszczalnik nie polubi krótkich długości fal światła daleko w ultrafiolecie, ponieważ to wysokoenergetyczne promieniowanie UV może uszkodzić cząsteczki organiczne. Na drugim końcu spektrum żadna cząsteczka, którą obce rośliny (lub ich analogi) wykorzystują do fotosyntezy, nie będzie wychwytywać światła, które znajduje się zbyt daleko w podczerwieni, ponieważ przy dłuższych długościach fal nie ma wystarczającej ilości energii.
Ponadto światło dalekiej podczerwieni jest trudne do zobaczenia przez atmosferę podobną do Ziemi, ponieważ gazy blokują wiele z tych fal, a wszelkie ciepło emitowane przez planetę zagłuszy wszelkie sygnały z życia na powierzchni. Oznacza to, że naukowcy ograniczyli swoją bibliotekę do kolorów odbitych, które możemy zobaczyć, patrząc na długości fali w widzialnej części widma, najdłuższej długości fali UV i podczerwieni krótkofalowej.
Biblioteka nie przyda się zbytnio, jeśli nie zobaczymy powierzchni planet w pierwszej kolejności, i właśnie tam pojawia się kolejna generacja teleskopów, mówi Kaltenegger. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, którego wystrzelenie zaplanowano na 2018 r., Powinien być w stanie zobaczyć widma stosunkowo małych atmosfer egzoplanet i pomóc naukowcom w określeniu ich składu chemicznego, ale nie będzie w stanie zobaczyć żadnych odbitych widm z materiału na powierzchni . Na szczęście istnieją inne planowane teleskopy, które powinny być w stanie wykonać to zadanie. Europejski ekstremalnie duży teleskop, 40-metrowy instrument w Chile, zostanie ukończony do 2022 r., A finansowany przez NASA teleskop do badań w podczerwieni o szerokim polu działania powinien być gotowy do połowy 2020 r.
Inną kwestią jest to, czy naturalne procesy geologiczne lub chemiczne mogą wyglądać jak życie i generować fałszywy sygnał. Jak dotąd pigmenty z form życia wyglądają znacznie inaczej niż te odzwierciedlone w minerałach, ale zespół nie zbadał wszystkich możliwości, mówi Kaltenegger. Mają nadzieję, że w przyszłości będą robić więcej testów, tworząc bibliotekę cyfrową, która jest teraz dostępna online i jest bezpłatna dla każdego, kto chce ją obejrzeć na biosignatures.astro.cornell.edu.
„Ten katalog pozwala nam poszerzać naszą przestrzeń wyszukiwania - i naszą wyobraźnię” - mówi Kaltenegger.
