الناس قلقون دائمًا من أن الحضارات الغريبة ستكتشف البث من برامجنا الإذاعية القديمة وبرامج البث التلفزيوني ، وترسل في أسطول الغزو. لكن الحقيقة هي أن الحياة نفسها تبث وجود الحياة على الأرض منذ 500 مليون سنة.
إلقاء اللوم على النباتات.
بالإضافة إلى ملء الغلاف الجوي بالأكسجين ، فإن النباتات تعطي طول موجي محدد للغاية مرئي في الأشعة تحت الحمراء. إنه نوع الإشارة التي يمكن للحضارات الأخرى البحث عنها أثناء قيامها بمسح المجرة.
هذا ما سنبحث عنه أيضًا.
ولكن لا تلوم النباتات فقط. أشكال أخرى من الحياة كانت تعطي إشارات أيضًا ، إشارات يمكننا البحث عنها عندما نكتشف كواكب خارجية جديدة ونتساءل عما إذا كانت لديهم حياة هناك.
تم إطلاق مركبة غاليليو الفضائية التابعة لوكالة ناسا في 18 أكتوبر 1989. وكانت مهمتها ، بالطبع ، السفر إلى كوكب المشتري والتوجه إلى المدار ، ودراسة الكوكب وأقماره لسنوات.
لسوء الحظ ، لم يكن لدى وكالة ناسا صاروخ المرحلة العليا للرفع الثقيل الذي كانوا يأملون في استخدامه لإرسال المركبة الفضائية مباشرة إلى المشتري. وبدلاً من ذلك ، خططوا لسلسلة من مناورات الطيران الذكية التي ستعطي المركبة الفضائية السرعة التي تحتاجها للخروج إلى المشتري.
أولاً طارت بعد كوكب الزهرة في 10 فبراير 1990 ، ثم الأرض في 8 ديسمبر ، ثم الأرض مرة أخرى بعد عامين بالضبط.
عندما مر غاليليو بالأرض ، التقط صورًا للأرض والقمر ، تظهر كوكبنا من وجهة نظر فريدة.
نظر كارل ساجان في الصور والبيانات القادمة من غاليليو وأعلن أن المركبة الفضائية وجدت "دليلاً على وفرة الأكسجين الغازي ، وهو عبارة عن صبغة سطحية موزعة على نطاق واسع مع حافة امتصاص حادة في الجزء الأحمر من الطيف المرئي والميثان الجوي في الديناميكا الحرارية المتطرفة عدم التوازن "
وبعبارة أخرى ، اكتشف غاليليو الحياة على الأرض.
في الواقع ، عندما قامت بعثة OSIRIS-REx التابعة لناسا بتحليق مماثل ، قام الباحثون بالمهمة بإجراء التجربة مرة أخرى ، ولاحظوا هذه المرة أن الغلاف الجوي للأرض يحتوي على مستويات من الميثان والأكسجين والأوزون كانت أعلى بكثير مما تتوقعه من عالم ميت.
اكتشف الفلكيون مرة أخرى أن هناك حياة على الأرض.
كما وجدوا أيضًا أن مستويات ثاني أكسيد الكربون في عام 2017 كانت أعلى بنسبة 14٪ ، بالإضافة إلى زيادة الميثان بنسبة 12٪ منذ قيام جاليليو بنفس الملاحظات قبل 30 عامًا.
هل يمكننا استخدام هذه التقنية للعثور على الحياة في عوالم أخرى؟
في مقال صحفي صدر مؤخرًا بعنوان "توسيع الخط الزمني للتصميم الحيوي للصور الحمراء على حافة الأرض" ، يستكشف الباحثان Jack T. O'Malley-James و Lisa Kaltenegger كيف كانت الأرض ستبدو في عصور مختلفة في تاريخها على مدى مليارات السنين الماضية . وما هي أنواع الإشارات التي ستعطيها ، والتي يمكن كشفها بواسطة تلسكوباتنا.
قم بزيارة أي مكان تقريبًا على الأرض وسترى النباتات في كل مكان. الأشجار والغابات والأعشاب وحتى المحيطات مليئة بالنباتات.
وعلى مدار الـ 500 مليون سنة الماضية أو ما يقرب من ذلك ، كان الكلوروفيل في كل مكان ، مما يمنح النباتات لونها الأخضر ، وذلك لأنها تعكس الكثير من الضوء عند 500 نانومتر.
هناك العديد من الأشياء التي يمكن أن تبدو خضراء في الأطوال الموجية المرئية. لكن النباتات عاكسة للغاية في طيف الأشعة تحت الحمراء ، ما بين 700 و 750 نانومتر الطول الموجي. مثل ، ترتيب حجم أكثر انعكاسا من أي جزء آخر من الطيف.
انظر إلى الأرض بهذا الطول الموجي المحدد للغاية ، وشاهدها تحترق. هذه هي الحافة الحمراء.
ولكن وفقًا لهذه الورقة الجديدة ، لن تعطي النباتات فقط إشارة واضحة. قام الباحثون بنمذجة الحياة على الأرض إلى الوراء في الوقت المناسب في عصور مختلفة لمحاكاة كيف سيبدو كوكبنا للمراقبين البعيدين.
قبل أن ترسخ النباتات ، كانت أكثر أشكال الحياة نجاحًا هي الأشنة ، وهي شراكة تكافلية بين البكتيريا الضوئي والفطريات. تبدو المناظر الطبيعية للحزاز بلون حكيم إلى النعناع الأخضر. كان من شأن هذه التغطية الحزاز أن تخلق أيضًا توقيعًا ضوئيًا أحمر الحافة ، والذي كان مختلفًا تمامًا عن الكوكب المغطى بالنباتات.
بين 500 مليون سنة و 1.2 مليار سنة مضت ، كانت الأرض ستبث في إشارة الأشنة.
قبل ذلك ، كانت البكتيريا الزرقاء ، مثل الطحالب التي تغطي البرك ، سائدة ، تغطي أجزاء من الكوكب. ومرة أخرى ، كان هذا سيولد إشارة الحافة الحمراء الخاصة بها أيضًا.
منذ 1.2 مليار إلى ملياري سنة مضت ، كانت الأرض تبث البكتيريا الزرقاء.
ماذا لو لم يكن في العالم الغريب نباتات عليها؟ أشكال أخرى من الحياة تولد حافة حمراء أيضًا. وفقا للباحثين ، فإن بعض أنواع الشعاب المرجانية أكثر انعكاسا في الأشعة تحت الحمراء. إنهم ليسوا منتشرين هنا على الأرض ، ولكن ربما يمكنهم السيطرة على عالم غريب.
حتى بعض الحيوانات ، مثل رخويات البحر ، لديها زيادة في الحافة الحمراء بنسبة 35٪. تخيل كوكبا من الرخويات البحرية.
نحن بحاجة إلى توخي الحذر ، على الرغم من وجود بعض المعادن التي يمكن أن تعطي إيجابية كاذبة. على سبيل المثال ، يمكن لكوكب ميت تمامًا بصخور مكشوفة تحتوي على كبريتيد الزئبق أن يحاكي الحافة الحمراء.
إذن نحن نعلم الآن أن الكلوروفيل أو مادة كيميائية مماثلة يمكن أن تكون مؤشراً واضحاً على الحياة على كوكب خارج المجموعة الشمسية ، ما هي التلسكوبات الموجودة في العمل لمراقبتها بالفعل؟ متى سنكون قادرين بالفعل على مراقبة كوكب ما ومعرفة ما إذا كانت هناك نباتات غريبة تنمو هناك.
تستخدم طرقنا للكشف عن الكواكب في الوقت الحالي طريقة السرعة الشعاعية ، حيث يكون طول موجة الضوء من النجم أحمرًا ومزاحًا باللون الأزرق مع سحب كواكبها بجاذبيتها.
يخبرنا هذا عن كتلة الكواكب ، ولكن لا يوضح لنا ما تتكون منه.
تقيس طريقة العبور كمية الضوء المسدودة عندما يمر كوكب مباشرة بيننا وبين نجم. من خلال قياس كمية ضوء النجوم الباهتة ، يمكن لعلماء الفلك تقدير حجم الكوكب.
في السنوات القليلة الماضية ، طور علماء الفلك تقنية لتحليل الضوء القادم من الكوكب نفسه. يقيسون الطيف الكيميائي للضوء القادم من النجم والكوكب معًا ، ثم يفصلان ما يأتي للتو من الكوكب.
باستخدام هذه التقنية ، وجد علماء الفلك كواكب ساخنة بوحشية مع السحب التي تحتوي على الحديد والصخور. كالعادة ، يبدأ علماء الفلك باكتشاف العوالم المتطرفة ، ثم تحسين تقنياتهم عندما يحصلون على أدوات أفضل.
لكن الطريقة الأكثر إنتاجية ستكون طريقة التصوير المباشر. باستخدام هذا ، يستخدم التلسكوب الفضائي الأرض أو الكرونوغراف لمنع الضوء من النجم ، مما يسمح فقط بمراقبة الضوء من الكوكب.
باستخدام هذه التقنية ، يستطيع التلسكوب القوي تحليل الضوء من الغلاف الجوي للكوكب فقط. لقد أجرينا حلقة كاملة حول هذه التقنية ، لكن مهمة ARIEL التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، المقرر إطلاقها في عام 2028 ستكون واحدة من الأدوات الأولى المخصصة لمسح أجواء العوالم الأخرى.
ستتمكن المراصد الفائقة الأرضية مثل تلسكوب ماجلان والتلسكوب الأوروبي الكبير للغاية من مراقبة أجواء الكواكب الخارجية مباشرة من الأرض أيضًا. سيتصلون بالإنترنت على مدار نصف العقد القادم ، لذا لن يستغرق الانتظار وقتًا طويلاً.
فكرة أخيرة ، رائعة حقًا ، باستخدام نوع من الضوء المنعكس يسمى Planetshine. عندما يكون القمر في هلال رقيق للغاية ، تضيء الشمس فقط شريحة صغيرة من القمر. والباقي يضيء بالضوء المنعكس من الأرض. نسمي هذه الأرض المشرقة.
من خلال ملاحظة الضوء المنعكس على القمر فقط ، يمكن لعلماء الفلك أن يتعلموا في الواقع كمية هائلة من الأرض. يمكن للتغيرات في السطوع أن تسمح لعلماء الفلك برسم خريطة للقارات على الأرض وتحديد حجم محيطات كوكبنا. يمكنهم رؤية أنماط الطقس ، ومع تغير الفصول ، فإن الغطاء الثلجي بالقرب من القطبين سيغير مقدار الضوء المنعكس من القمر.
ويمكن أن يظهر الأشعة تحت الحمراء المنعكسة وجود حياة نباتية على الأرض بفضل الحافة الحمراء المنعكسة.
عندما يقترح العلماء إرسال إشارة إلى الفضاء ، لإبلاغ الحضارات خارج الأرض بأننا هنا ، لا تقلق بشأن غزو أجنبي. أي أجانب قريبون بما يكفي لاستقبال هذه الإشارات يعرفون بالفعل أننا هنا. أعطتنا النباتات والحزاز والبكتيريا الملايين وحتى المليارات من السنين.
لكن خذ العزاء ، حيث تأتي تلسكوباتنا الجديدة عبر الإنترنت ، فإن نباتاتها ستخونها أيضًا.
