Entä jos toisella sivilisaatiolla olisi kaukoputket ja avaruusalukset paremmat kuin meidän? Olisiko maapallon havaittavissa toisesta planeetasta muutaman valovuoden päässä? Samoin, mitä meille kestää havaitaksesi elämä maapallomaisella planeetalla saman etäisyyden päässä? On mielenkiintoista pohtia näitä kysymyksiä, ja nyt on tietoa, joka auttaa niitä vastaamaan. Joulukuussa 1990, kun Galileo-avaruusalus lensi maan päällä kiertomatkallaan Jupiteriin, tutkijat osoittivat joitain maapallon instrumenteista vain nähdäkseen, kuinka vanha kotiplaneetta näytti avaruudesta. Koska tiesimme, että elämä voitaisiin ehdottomasti löytää maan päältä, tämä tehtävä auttoi luomaan joitain kriteerejä, jotka, jos löydettäisiin muualta, osoittaisivat myös elämän olemassaolon siellä. Mutta entä jos maapallon ilmasto olisi erilainen kuin se on nyt? Olisiko allekirjoitus edelleen havaittavissa? Ja voivatko potentiaaliset biomarkkerit ylimääräisistä aurinko planeetoista, joilla on ilmasto paljon kylmempiä tai lämpimämpiä kuin meidän, olla ilmeisiä? Ryhmä tutkijoita Ranskassa syöttää joitain erilaisia kriteerejä, jotka on luotu maapallon historian eri aikakausilta, tämän hypoteesin testaamiseksi. Mitä he löysivät?
Yksi kaikkein kerrovimmista Galileo-lentotiehen perusteista, jotka paljastivat elämää maapallolla, oli niin kutsuttu kasvillisuuden punainen reuna - valonheijastuksen voimakas lisääntyminen noin 700 nanometrin aallonpituudella. Tämä on seurausta klorofyllistä, joka absorboi näkyvää valoa, mutta heijastaa voimakkaasti lähellä infrapunaa. Galileo-koetin löysi vahvan tälle todisteelle maan päällä vuonna 1990.
Luc Arnold ja hänen tiiminsä Saint-Michel-l'Observatoiressa Ranskassa halusivat määritellä joitain erilaisia parametreja, joissa maapallon kaltainen kasvien elämä olisi edelleen havaittavissa kasvillisen punaisen reunan kautta maapallon kaltaisella planeetalla, joka kiertää tähtiä usean valovuoden päässä. .
Tällä etäisyydellä planeetta olisi ratkaisematon (näkyvässä valossa) pistemäinen piste, joten ensimmäinen pohdittava kysymys on, onko punainen reuna näkyvissä eri kulmissa. Maapallo todennäköisesti pyörii, ja esimerkiksi maan päällä maanosat, joilla on eniten kasvillisuutta, ovat pääosin pohjoisella pallonpuoliskolla. Jos kyseinen pallonpuolisko ei johda näkymää, olisiko bio-allekirjoitus edelleen havaittavissa? He halusivat myös sallia eri vuodenajat, joissa talvisella pallonpuoliskolla olisi vähemmän todennäköisiä kasvullisia biomarkkereita kuin yhdellä kesällä ja mahdolliset raskaat pilvipeitteet.
He syöttävät myös erilaisia ilmastokriteerejä viimeisistä kvaternäärisistä ilmaston ääripisteistä, käyttämällä ilmastosimulaatioita yleisten levitysmallien avulla. He käyttivät tietoja nykyisestä ajasta ja vertasivat sitä jääkauteen, viimeiseen jäätiköön (LGM), joka tapahtui noin 21 000 vuotta sitten. Lämpötilat olivat maailmanlaajuisesti luokkaa 4 astetta kylmempiä kuin tänään, ja jäälevyt peittivät suurimman osan pohjoisesta pallonpuoliskosta. Sitten he käyttivät lämpimämpää aikaa 6 000 vuotta sitten holoseenikaudella, jolloin maan pohjoinen pallonpuolisko oli noin 0,5 astetta C lämpimämpi kuin nykyään. Merenpinta nousi ja Saharan autiomaa sisälsi enemmän kasvillisuutta.
Yllättäen tutkijat havaitsivat jopa talvella jääkauden aikana, että kasvillisuuden punainen signaali ei vähentyisi merkittävästi verrattuna nykyiseen ilmastoon ja jopa lämpimämpään ilmastoon.
Joten jos toinen maapallo on ulkona, kasvisten punaisen reunan pitäisi antaa meille mahdollisuuden löytää tuo maapallomainen planeetta. Mutta tarvitsemme parempia kaukoputkia ja avaruusaluksia löytääksemme sen.
Paras toivo horisontissa on Terrestrial Planet Finder. ESA: lla on samanlainen instrumentti Darwin-teoksissa.
Näiden instrumenttien takana olevat joukkueet sanovat pystyvänsä havaitsemaan tähtien kiertäviä maapallomaisia planeettoja jopa 30 valovuoden etäisyydellä parin tunnin mittauksella.
Arnoldin joukkue sanoo, että elämän merkien havaitseminen sellaisella planeetalla olisi paljon vaikeampaa. Kasvillisuuden punainen reuna voidaan nähdä vain 18 viikon valotuksella teleskoopilla, kuten Terrestrial Planet Finderin. 18 viikon altistuminen toisesta tähtiä kiertävälle planeetalle olisi melkein mahdoton tehtävä.
Joten milloin voimme lopulta nähdä kasvillisuuden toisella planeetalla? Terrestrial Planet Finder (TPF) näyttää todennäköisesti käynnistyvän ennen vuotta 2025, ja edes silloin hänellä ei ehkä ole valtaa tehdä tätä työtä.
Kunnianhimoisemmat teleskoopit myöhemmin vuosisadalla, kuten 150 3 metrin peilin muodostuminen, keräävät tarpeeksi fotoneja 30 minuutissa, jotta jäädytetään planeetan kierto ja tuottaa kuvan, jonka resoluutio on vähintään 300 pikseliä ja enintään tuhansia riippuen ryhmän geometria. "Tällä alueellisen resoluution tasolla on mahdollista tunnistaa pilviä, valtameriä ja maanosia, joko karuita tai kenties (toivottavasti) kasvillisuuden valloittamia", tutkijat kirjoittavat.
Lähteet: arXiv, arXiv-blogi
