Teleskopo technologija sparčiai tobulėja, nes statomi vis didesni instrumentai. Jei ten bus gyvenimas, ar jį atpažinsime? Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro ir NASA tyrėjai sukūrė Žemės atmosferos istorijos epochų, kurias būtų galima pamatyti per šį instrumentą, sąrašą; nuo seniausių laikų, kai gyvybė atsirado mūsų dabartinėje atmosferoje, kurioje gausu deguonies / azoto.
Tik astronomai suranda Žemės dydžio planetą, skriejančią aplink tolimą žvaigždę, tik laiko klausimas. Kai jie tai padarys, pirmi žmonės užduos tokius klausimus: Ar tai tinkama gyventi? Ir dar svarbiau, ar jame jau yra gyvenimo? Norėdami sužinoti atsakymus, mokslininkai ieško savo gimtosios planetos - Žemės.
Astronomai Lisa Kaltenegger iš Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro (CfA) ir Wesley Traubas iš NASA reaktyvinio varymo laboratorijos ir CfA siūlo naudoti Žemės atmosferos istoriją kitoms planetoms suprasti.
„Sunku rasti geras planetas“, - sakė Kalteneggeris. „Mūsų darbas numato kelio ženklus, į kuriuos astronomai ieškos nagrinėdami iš tikrųjų į pasaulį panašius pasaulius.“
Geologiniai duomenys rodo, kad Žemės atmosfera per pastaruosius 4,5 milijardo metų dramatiškai pasikeitė iš dalies dėl mūsų planetoje besivystančių gyvybės formų. Apžvelgdami, kokios dujos sudarė Žemės atmosferą per jos istoriją, Kalteneggeris ir Traubas siūlo, kad ieškodami panašios atmosferos kompozicijos kituose pasauliuose, mokslininkai galės nustatyti, ar toje planetoje yra gyvybė, o jei taip, tai gyvenimo evoliucijos etapas. Jų darbą apibūdinantį tiriamąjį dokumentą galima rasti internete adresu http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609398.
Iki šiol visos išorinės planetos buvo tiriamos netiesiogiai, pavyzdžiui, stebint, kaip žvaigždė-šeimininkė banguoja, kai planetos gravitacija ją traukia. Tiesiogiai aptiktos tik keturios išorinės planetos, ir jos yra masyvūs Jupiterio dydžio pasauliai. Vieno iš šių pasaulių atmosferą aptiko kitas CfA mokslininkas Davidas Charbonneau, naudodamas NASA „Spitzer“ kosminį teleskopą. Naujos kartos kosminės misijos, tokios kaip NASA Žemės sausumos planetų ieškiklis (TPF) ir ESA Darvinas, galės tiesiogiai tirti netoliese esančius Žemės dydžio pasaulius.
Astronomai ypač nori stebėti tolimųjų sausumos planetų matomus ir infraraudonųjų spindulių spektrus, kad sužinotų apie jų atmosferą. Ypatingos dujos palieka parašus planetos spektre, pavyzdžiui, pirštų atspaudus ar DNR žymenis. Pažymėję tuos pirštų atspaudus, tyrėjai gali sužinoti apie atmosferos kompoziciją ir netgi nuspręsti, ar yra debesų.
Šiandien Žemės atmosferą sudaro maždaug trys ketvirtadaliai azoto ir vienas ketvirtadalis deguonies, o jame yra nedidelis procentas kitų dujų, tokių kaip anglies dioksidas ir metanas. Tačiau prieš keturis milijardus metų deguonies nebuvo. Žemės atmosfera pasikeitė per šešias atskiras epochas, kiekvienai iš jų būdingi tam tikri dujų mišiniai. Naudodamiesi kompiuterio kodu, kurį sukūrė „Traub“ ir „CfA“ kolega Kenas Jucksas, Kalteneggeris ir Traubas modeliavo kiekvieną iš šešių Žemės epochų, kad nustatytų, kokius spektrinius pirštų atspaudus matytų tolimas stebėtojas.
„Tyrinėdami Žemės praeitį galime sužinoti apie kitų pasaulių dabartinę būklę“, - aiškino Traubas. „Jei rastume ekstrasolarinės planetos spektrą, panašų į vieną iš mūsų modelių, mes potencialiai galėtume apibūdinti tos planetos geologinę būklę, jos pritaikomumą ir tai, kokiu laipsniu joje vystėsi gyvybė.“
Norint geriau suprasti šiuos laikotarpius arba „epochas“ ir pažvelgti į perspektyvą, galima 4,5 milijardo metų Žemės istoriją suskaidyti iki vienerių metų, pridedant datas, prasidedančias sausio 1 dieną - tą dieną, kai Žemė susiformavo.
EPOCH 0 - vasario 12 d
Epochoje 0 (prieš 3,9 milijardus metų) jaunoji Žemė turėjo neramią, garuojančią atmosferą, kurią daugiausia sudarė azotas, anglies dioksidas ir vandenilio sulfidas. Dienos buvo trumpesnės, o Saulė silpnesnė, spindėdama kaip raudona orb per mūsų oranžinį plytų spalvos dangų. Vienas vandenynas, apėmęs visą mūsų planetą, buvo purvinas rudas, absorbuojantis atvykstančių meteorų ir kometų bombardavimus. Anglies dioksidas padėjo sušildyti mūsų pasaulį, nes kūdikis Saulė buvo trečdaliu mažiau šviečianti nei šiandien. Nors nuo šio laikotarpio fosilijų neišliko, Grenlandijos uolienose galbūt liko izotopų gyvybės parašų.
EPOCH 1 - kovo 17 d
Maždaug prieš 3,5 milijardo metų (1 epocha) planetos peizaže buvo vaizduojamos vulkaninės salų grandinės, kylančios iš didžiulio pasaulio vandenyno. Pirmąją gyvybę Žemėje turėjo anaerobinės bakterijos - bakterijos, kurios galėjo gyventi be deguonies. Šios bakterijos siurbė didelius metano kiekius į planetos atmosferą, pakeisdamos jį aptinkamais būdais. Jei panašios bakterijos egzistuoja kitoje planetoje, būsimos misijos, tokios kaip TPF ir Darwinas, galėjo aptikti jų pirštų atspaudus atmosferoje.
EPOCH 2 - birželio 5 d
Maždaug prieš 2,4 milijardo metų (2 epocha) atmosfera pasiekė maksimalią metano koncentraciją. Dominuojančios dujos buvo azotas, anglies dioksidas ir metanas. Pradėjo formuotis žemyninės žemės masės. Mėlynieji žali dumbliai į atmosferą pradėjo siurbti didelius deguonies kiekius. Netrukus turėjo įvykti dideli pokyčiai.
„Man labai gaila pasakyti pirmuosius E.T požymius. greičiausiai nebus radijo ar televizijos laidų; tai gali būti deguonis iš dumblių “, - apgailestavo Kalteneggeris.
EPOCH 3 - liepos 16 d
Prieš du milijardus metų (3 epocha) šie pirmieji fotosintetiniai organizmai visam laikui pakeitė atmosferos pusiausvyrą - jie gamino deguonį - labai reaktyviąsias dujas, kurios pašalino didžiąją dalį metano ir anglies dioksido, kartu uždusdamos anaerobines, metaną gaminančias bakterijas. Tai darydamas, planetos atmosfera gavo pirmąjį laisvą deguonį. Peizažas dabar buvo lygus ir drėgnas. Tolumoje rūkant ugnikalniams, ryškiai spalvotos žalsvai rudos žaizdos baseinai sukūrė blizgesį ant vandens, kuriuo užpildytas kvapas. Deguonies revoliucija buvo visiškai vykdoma.
„Deguonies įvedimas buvo katastrofiškas tuo metu vyravusiai gyvybei Žemėje; tai ją apsinuodijo “, - teigė Traubas. "Bet tuo pačiu tai leido įgyti daugialąstelinį gyvenimą, įskaitant žmogaus gyvenimą."
EPOCH 4 - spalio 13 d
Prieš 800 milijonų metų Žemė įžengė į 4 epochas, toliau didėjant deguonies lygiui. Šis laikotarpis sutampa su tuo, kas dabar vadinamas „Cambrian Explosion“. Kambrijos periodas, prasidėjęs prieš 550–500 milijonų metų, yra reikšmingas postas per visą Žemės istoriją: būtent laikas, kai dauguma pagrindinių gyvūnų grupių pirmą kartą pasirodo iškasenos įrašuose. Dabar Žemė buvo padengta pelkėmis, jūromis ir keliais aktyviais ugnikalniais. Vandenynai bendravo su gyvenimu.
EPOCH 5 - lapkričio 8 d
Galiausiai, prieš 300 milijonų metų 5 epocha, gyvenimas iš vandenynų persikėlė į sausumą. Žemės atmosfera buvo pasiekusi dabartinę sudėtį, visų pirma azoto ir deguonies. Tai buvo mezozojaus laikotarpio, apimančio dinozaurus, pradžia. Peizažas sekmadienio popietę atrodė kaip Juros periodo parkas.
EPOCH 6 - gruodžio 31 d. (11:59:59)
Išlieka intriguojantis klausimas: kaip atrodytų 6 epocha, laikotarpis, kurį žmonės užima šiandien? Ar galėtume aptikti svetimų technologijų signalinius signalus tolimuosiuose pasauliuose?
Kadangi mokslininkai tvirtina, kad žmogaus veikla pakeitė Žemės atmosferą, įnešdama anglies dioksido ir tokių dujų kaip Freonas, ar galėtume nustatyti tų šalutinių produktų spektrinius pirštų atspaudus kituose pasauliuose? Nors Žemės orbitos palydovai ir eksperimentai su oro balionais gali išmatuoti šiuos pokyčius namuose, aptikti panašų poveikį tolimame pasaulyje viršija net būsimų programų, tokių kaip „Antžeminės planetos ieškiklis“ ir „Darvinas“, galimybes. Norint atlikti šiuos matavimus, prireiks milžiniškų būsimų kosminių infraraudonųjų spindulių teleskopų flotilių.
„Kaip bauginančiai skamba šis iššūkis, - sakė Kalteneggeris, - aš tikiu, kad per ateinančius kelis dešimtmečius žinosime, ar mūsų mažasis mėlynasis pasaulis yra vienas Visatoje, ar ten yra kaimynų, kurie laukia mūsų pasitikti.“
Šį tyrimą finansavo NASA.
Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centras (CfA), kurio būstinė yra Kembridže, Masačusetsas, yra bendras Smitsono astrofizikos observatorijos ir Harvardo koledžo observatorijos bendradarbiavimas. CfA mokslininkai, suskirstyti į šešis tyrimų skyrius, tiria Visatos kilmę, evoliuciją ir galutinį likimą.
Originalus šaltinis: CfA naujienų leidinys
