Söker efter den röda kanten: Hur jordens skogar säger utlänningarna där vi bor

Pin
Send
Share
Send

Folk är alltid oroliga för att främmande civilisationer kommer att upptäcka överföringarna från våra gamla radioprogram och tv-sändningar och skicka in invasionen. Men verkligheten är att livet i sig har sänt liv på jorden i 500 miljoner år.

Skyll det på växterna.

Förutom att fylla atmosfären med syre, avger växter en mycket specifik våglängd synlig i infraröd strålning. Det är den typ av signal som andra civilisationer kan söka efter när de skannar galaxen.

Det är vad vi också letar efter.

Men skylla inte bara växterna. Andra livsformer har också avgivit signaler, signaler vi kan söka efter när vi upptäcker nya exoplaneter och undrar om de har livet där.

NASA: s rymdskepp Galileo lanserades i oktober 18, 1989. Dess uppgift var naturligtvis att flyga ut till Jupiter och gå in i bana och studera planeten och dess månar i flera år.

Tyvärr hade NASA inte den tunga liftöverraket som de hoppades använda för att skicka rymdskeppet direkt till Jupiter. Istället planerade de en serie smarta flybymanöver som skulle ge rymdskeppet den hastighet som den behövde för att komma ut till Jupiter.

Först flög den förbi Venus den 10 februari 1990, sedan Jorden den 8 december, och sedan Jorden igen exakt två år senare.

När Galileo passerade jorden fångade det fotografier av jorden och månen och visade vår planet från en unik utsiktspunkt.

Carl Sagan tittade på bilderna och data som kom tillbaka från Galileo och förklarade att rymdskeppet hade hittat ”bevis på rikligt gasformigt syre, ett brett distribuerat ytpigment med en skarp absorptionskant i den röda delen av det synliga spektrumet och atmosfärisk metan i extrem termodynamisk obalans”

Med andra ord, Galileo hade upptäckt livet på jorden.

Faktum är att när NASA: s OSIRIS-REx-uppdrag tog en liknande flyby, utförde forskare med uppdraget experimentet igen, denna gång och noterade att jordens atmosfär innehöll nivåer av metan, syre och ozon som var mycket högre än vad du kan förvänta dig av en död värld.

Återigen upptäckte astronomer att det finns liv på jorden.

De fann också att nivåerna av koldioxid var 14% högre samt 12% mer metan från när Galileo gjorde samma observationer 30 år tidigare.

Kan vi använda den här tekniken för att hitta liv i andra världar?

I en nyligen publicerad tidskriftartikel med titeln "Expanding the Timeline for Earth's Photosynthetic Red Edge Biosignature" utforskar forskarna Jack T. O'Malley-James och Lisa Kaltenegger hur jorden skulle ha sett ut i olika tidpunkter i dess historia under de senaste miljarder åren . Och vilka slags signaler de skulle ge av, detekterbara med våra teleskoper.

Besök nästan alla platser på jorden så ser du växter överallt. Träd, djunglar, gräs, till och med haven är fyllda med växter.

Och under de senaste 500 miljoner åren har klorofyll varit överallt, vilket ger växterna sin gröna färg, vilket beror på att de reflekterar mycket ljus vid 500 nanometer.

Det finns många saker som kan se gröna ut i synliga våglängder. Men växter reflekterar starkt i det infraröda spektrumet, mellan cirka 700 och 750 nm våglängd. Som en storleksordning mer reflekterande än någon annan del av spektrumet.

Titta på jorden i denna mycket specifika våglängd, och se den brinner bort. Det är den röda kanten.

Men enligt detta nya papper kommer inte bara växter att avge en uppenbar signal. Forskarna modellerade liv på jorden bakåt i tiden vid olika tidpunkter för att simulera hur vår planet skulle se ut för avlägsna observatörer.

Innan växter grep var de mest framgångsrika livsformarna lav, ett symbiotiskt partnerskap mellan fotosyntetiska bakterier och svampar. Ett landskap av lav ser vit färg till mintgrön. Denna lavtäckning skulle också ha skapat en fotosyntetisk rödkantsignatur, som skilde sig klart från en planet täckt av växter.

Mellan 500 miljoner år och 1,2 miljarder år sedan skulle jorden ha sänt i signalen om lav.

Innan dess skulle cyanobakterier, som algerna som täcker dammar, ha varit dominerande och täckt delar av planeten. Och än en gång skulle detta också ha genererat sin egen röda kantsignal.

Från 1,2 till 2 miljarder år sedan sände jorden cyanobakterier.

Vad händer om främmande världar inte har växter på sig? Andra livsformer ger också en röd kant. Enligt forskarna är vissa typer av koraller ännu mer reflekterande i det infraröda. De är inte utbredda här på jorden, men kanske kan de dominera en främmande värld.

Även vissa djur, som havssniglar, har en röd kantökning med 35%. Föreställ dig en planet med havssniglar.

Vi måste dock vara försiktiga, men det finns vissa mineraler som kan avge ett falskt positivt. Till exempel kan en helt död planet med utsatta bergarter som innehåller kvicksilversulfid efterlikna den röda kanten.

Så nu vet vi att klorofyll eller en liknande kemikalie kan vara en tydlig indikation på livet på en extrasolar planet, vilka teleskoper finns i verken för att faktiskt observera dem? När kommer vi faktiskt att kunna observera en planet och veta om det finns främmande växter som växer där.

Våra metoder för att upptäcka planeter använder just nu radialhastighetsmetoden, där våglängden för ljus från en stjärna är röd och blåskiftad när dess planeter rycker den runt med sin tyngdkraft.

Detta berättar planetens massa, men visar inte vad de är gjorda av.

Transitmetoden mäter mängden ljus blockerat när en planet passerar direkt mellan oss och en stjärna. Genom att mäta mängden stjärnbelysning som är nedtonat kan astronomer uppskatta planetens storlek.

På bara de senaste åren har astronomer utvecklat en teknik för att analysera ljuset som kommer från planeten själv. De mäter det kemiska spektrumet av ljus som kommer från stjärnan och planeten tillsammans och separerar sedan vad som just kommer från planeten.

Med hjälp av denna teknik har astronomer hittat brutalt heta planeter med moln som innehåller järn och sten. Som vanligt börjar astronomer att upptäcka extrema världar och förfina sedan sina tekniker när de får bättre verktyg.

Men den mest produktiva metoden är direktavbildningsmetoden. Med detta använder ett jord- eller rymdbaserat teleskop en koronograf för att blockera ljuset från stjärnan, så att endast ljuset från planeten kan observeras.

Med hjälp av denna teknik kunde ett kraftfullt teleskop analysera ljuset från en planets atmosfär. Vi har gjort ett helt avsnitt om den här tekniken, men ESA: s ARIEL-uppdrag, som kommer att lanseras 2028, kommer att vara ett av de första instrumenten som ägnas åt att skanna atmosfären i andra världar.

Markbaserade superobservatorier som Magellan Telescope och European Extremely Large Telescope kan också direkt observera exoplanet-atmosfärer från marken. De kommer online nästa halvt decennium, så det kommer inte att vara för länge att vänta.

En sista idé, är riktigt cool, med ett slags reflekterat ljus som kallas planetshine. När månen befinner sig i en mycket tunn halvmåne, är bara en liten skiva av månen upplyst av solen. Resten belyses av reflekterat ljus från jorden. Vi kallar detta Earthshine.

Genom att bara observera det reflekterade ljuset på månen kunde astronomer faktiskt lära sig en enorm mängd om jorden. Förändringar i ljusstyrka kan göra det möjligt för astronomer att kartlägga kontinenterna på jorden och uträtta storleken på vår planet oceaner. De kunde se vädermönster, och när årstiderna ändras skulle snöskyddet nära polerna förändra mängden ljus som reflekteras från månen.

Och den reflekterade infraröda strålningen kunde visa närvaron av växtliv på jorden, tack vare den reflekterade röda kanten.

Varje gång forskare föreslår att skicka en signal ut i rymden, för att informera utomjordiska civilisationer om att vi är här, oroa dig inte för en främmande invasion. Alla utlänningar som är tillräckligt nära för att ta emot dessa signaler vet redan att vi är här. Våra växter, lav och bakterier gav oss upp miljoner och till och med miljarder år sedan.

Men ta tröst, när våra nya teleskop kommer online, kommer deras växter att förråda dem också.

Pin
Send
Share
Send