Люди завжди переживають, що чужі цивілізації виявлятимуть передачі з наших старих радіошоу та телевізійних передач та надсилатимуть флот вторгнення. Але реальність така, що саме життя транслює існування життя на Землі вже 500 мільйонів років.
Звинувачуйте це на рослинах.
Окрім заповнення атмосфери киснем, рослини виділяють дуже конкретну довжину хвилі, помітну в інфрачервоному випромінюванні. Це сигнал, який можуть шукати інші цивілізації, скануючи галактику.
Це ми також будемо шукати.
Але не звинувачуйте рослини. Інші форми життя також видають сигнали - сигнали, які ми можемо шукати, коли ми відкриваємо нові екзопланети і задаємось питанням, чи є в них життя.
Космічний корабель "Галілео" НАСА був запущений 18 жовтня 1989 року. Його завдання, звичайно, полягали в тому, щоб вилетіти на Юпітер і вийти на орбіту, роками вивчаючи планету та її місяці.
На жаль, у НАСА не було важкої ракети верхнього підйомника, яку вони сподівалися використати для відправки космічного корабля безпосередньо на Юпітер. Натомість вони запланували серію хитромудрих маневрів, які нададуть космічному апарату швидкість, необхідну для виходу до Юпітера.
Спочатку вона пролетіла повз Венеру 10 лютого 1990 року, потім Земля 8 грудня, а потім Земля знову рівно через два роки.
Коли Галілей проходив Землю, він робив фотографії Землі та Місяця, показуючи нашу планету з унікальної точки зору.
Карл Саган роздивився фотографії та дані, що поверталися з Галілео, і заявив, що космічний корабель знайшов "свідчення про рясне газоподібний кисень, широко розповсюджений поверхневий пігмент з гострим краєм поглинання в червоній частині видимого спектру та атмосферного метану в надзвичайній термодинаміці нерівновага »
Іншими словами, Галілей відкрив життя на Землі.
Насправді, коли місія NASA OSIRIS-REx здійснила подібний проліт, дослідники з цією місією знову провели експеримент, цього разу зазначивши, що в атмосфері Землі містилися рівні метану, кисню та озону, які були набагато вищими, ніж ви очікували від мертвий світ.
Ще раз астрономи виявили, що на Землі є життя.
Вони також встановили, що рівень вуглекислого газу в 2017 році був на 14% вищим, а також на 12% більше метану, коли Галілей зробив ті самі спостереження 30 років раніше.
Чи можемо ми використовувати цю техніку для пошуку життя в інших світах?
У недавній статті журналу «Розширення часової шкали фотосинтетичного біосигнату Землі з червоним краєм» дослідники Джек Т. О'Маллі-Джеймс та Ліза Калтенеггер досліджують, як виглядала б Земля у різні епохи за останні мільярди років . А які сигнали вони видаватимуть, виявляючи наші телескопи.
Відвідайте майже будь-яке місце на Землі і ви побачите рослини всюди Дерева, джунглі, трави, навіть океани заповнені рослинами.
І протягом останніх 500 мільйонів років хлорофіл був скрізь, надаючи рослинам зелений колір, це тому, що вони відбивають багато світла на 500 нанометрів.
Є багато речей, які можуть виглядати зеленими на видимих довжинах хвиль. Але рослини чудово відбивають в інфрачервоному спектрі, довжиною хвилі приблизно від 700 до 750 нм. Мовляв, на порядок більше відбиваючого, ніж будь-яка інша частина спектру.
Подивіться на Землю в цій дуже специфічній довжині хвилі і побачте, як вона палає. Це червоний край.
Але згідно з цим новим документом не лише рослини видаватимуть очевидний сигнал. Дослідники моделювали життя на Землі назад у часі в різні епохи, щоб імітувати, як виглядатиме наша планета далеким спостерігачам.
До того, як рослини перейнялися, найбільш успішними життєвими формами були лишай, симбіотичне партнерство між фотосинтетичними бактеріями та грибами. Пейзаж лишайника виглядає шавлійським кольором, щоб мати м'ятний зелений колір. Це покриття лишайника також створило б фотосинтетичний підпис червоного краю, який виразно відрізнявся від планети, покритої рослинами.
Між 500 мільйонами і 1,2 мільярдами років тому Земля могла б транслюватись у сигнал лишаю.
До цього ціанобактерії, як водорості, що охоплюють ставки, мали б домінуюче значення, охоплюючи частину планети. І ще раз це призвело б до власного сигналу червоного краю.
З 1,2 мільярда до 2 мільярдів років тому Земля транслювала ціанобактерії.
Що робити, якщо в чужих світах немає рослин на них? Інші форми життя також породжують червоний край. На думку дослідників, деякі види коралів ще більше відбиваються в інфрачервоному просторі. Вони не поширені тут на Землі, але, можливо, вони могли б домінувати над чужим світом.
Навіть деякі тварини, як морські слимаки, мають збільшення червоного краю на 35%. Уявіть собі планету морських слимаків.
Нам потрібно бути обережними, хоча є деякі мінерали, які можуть дати помилковий позитив. Наприклад, повністю мертва планета з відкритими породами, що містять сульфід ртуті, може імітувати червоний край.
Отже, тепер ми знаємо, що хлорофіл або подібний хімічний засіб може бути чітким свідченням життя на позасонячній планеті, які телескопи в роботі, щоб насправді їх спостерігати? Коли ми насправді зможемо спостерігати планету і знати, чи ростуть там чужорідні рослини.
Наші методи виявлення планет зараз використовують метод радіальної швидкості, де довжина хвилі світла від зірки червона і зміщена синім кольором, коли її планети обтягують її навколо своєї сили тяжіння.
Це говорить нам про масу планет, але не показує, з чого вони зроблені.
Метод транзиту вимірює кількість заблокованого світла, коли планета проходить безпосередньо між нами та зіркою. Вимірюючи приглушене кількість зіркового світла, астрономи можуть оцінити розміри планети.
Лише за останні кілька років астрономи розробили техніку аналізу світла, що надходить із самої планети. Вони вимірюють хімічний спектр світла, що надходить від зірки і планети разом, а потім відокремлюють те, що тільки йде від планети.
Використовуючи цю техніку, астрономи знайшли жорстоко гарячі планети з хмарами, що містять залізо та скелю. Як завжди, астрономи починають відкривати крайні світи, а потім удосконалюють свої методи, отримуючи кращі інструменти.
Але найпродуктивнішим методом буде метод прямої візуалізації. З цим телескоп Землі або космічного простору використовує конограф для блокування світла від зірки, дозволяючи спостерігати лише світло від планети.
Використовуючи цю техніку, потужний телескоп міг би аналізувати світло лише з атмосфери планети. Ми зробили цілий епізод про цю техніку, але місія ESA ARIEL, яка повинна бути запущена в 2028 році, буде одним з перших інструментів, присвячених скануванню атмосфери інших світів.
Наземні супер обсерваторії, такі як телескоп Магеллан та Європейський надзвичайно великий телескоп, також зможуть безпосередньо спостерігати атмосферу екзопланет із землі. Вони з’являться в Інтернеті протягом наступного півріччя, тому чекати не доведеться занадто довго
Остання остання ідея - це дійсно круто, використовуючи своєрідне відбите світло, яке називають планетарним. Коли Місяць знаходиться на дуже тонкому півмісяці, Сонце освітлює лише крихітний шматочок Місяця. Решта освітлюється відбитим світлом від Землі. Ми називаємо це Земним світом.
Спостерігаючи лише відбите світло на Місяці, астрономи насправді могли дізнатися величезну кількість про Землю. Зміни яскравості можуть дозволити астрономам скласти карту материків на Землі та визначити розміри океанів нашої планети. Вони могли бачити картини погоди, і в міру зміни сезонів сніговий покрив біля полюсів змінив би кількість світла, відбитого від Місяця.
І відбите інфрачервоне випромінювання могло б показати наявність рослинного світу на Землі завдяки відбитому червоному краю.
Кожного разу, коли вчені пропонують надсилати сигнал у космос, щоб інформувати про неземні цивілізації, що ми тут, не хвилюйтеся про вторгнення прибульців. Будь-які прибульці досить близькі, щоб отримувати ці сигнали, вже знають, що ми тут. Наші рослини, лишайники і бактерії віддали нас мільйони і навіть мільярди років тому.
Але прийміть розраду, оскільки наші нові телескопи з’являться в Інтернеті, і їхні рослини також зрадять їх.
