Технологија телескопа брзо напредује како се граде све већи и већи инструменти. Ако постоји живот тамо, хоћемо ли га препознати? Истраживачи из центра за астрофизику Харвард-Смитхсониан и НАСА развили су списак епоха у историји Земљине атмосфере који се могу видјети кроз овај инструмент; од најранијих времена када се живот појавио у тренутној атмосфери која обилује кисеоником / азотом.
Само је питање времена када ће астрономи пронаћи планету величине Земље у орбити око удаљене звезде. Кад то ураде, прва питања која ће људи поставити су: Да ли је то усељиво? И што је још важније, да ли је на њему већ присутан живот? За трагове у одговорима, научници траже своју матичну планету, Земљу.
Астрономи Лиса Калтенеггер из Харвард-Смитхсониан Центра за астрофизику (ЦфА) и Веслеи Трауб из НАСА-ине лабораторије за млазни погон и ЦфА, предлажу употребу Земљине атмосферске историје за разумевање других планета.
„Добре планете је тешко пронаћи“, рекао је Калтенеггер. „Наш рад обезбеђује путоказе које ће астрономи тражити приликом испитивања заиста светова сличних Земљи.“
Геолошки записи показују да се Земљина атмосфера драматично променила током последњих 4,5 милијарди година, делом и због животних форми које се развијају на нашој планети. Мапирајући који гасови су чинили Земљину атмосферу током њене историје, Калтенеггер и Трауб предлажу да тражењем сличног састава атмосфере на другим световима, научници ће моћи да утврде да ли та планета има живот на њој, и ако јесте, то је еволуциона фаза живота. Истраживачки рад који описује њихов рад доступан је на мрежи на хттп://аркив.орг/абс/астро-пх/0609398.
До данас су све екстрасоларне планете индиректно проучаване, на пример надгледањем начина на који се звезда домаћина њише док гравитација планете то вуче. Само су четири екстрасоларне планете детектиране директно и то су масивни светови величине Јупитера. Атмосферу једног од ових света открио је други научник ЦфА, Давид Цхарбоннеау, користећи НАСА-ин Свемирски телескоп. Следећа генерација свемирских мисија, као што је НАСА-ин Земаљски проналазач планета (ТПФ) и ЕСА-ин Дарвин моћи ће директно да проучавају околне светове величине Земље.
Астрономи посебно желе да посматрају видљиви и инфрацрвени спектар удаљених земаљских планета и науче о њиховој атмосфери. Посебни гасови остављају потписе у спектру планете, попут отисака прстију или ДНК маркера. Примећујући те отиске прстију, истраживачи могу научити о саставу атмосфере и чак закључити присуство облака.
Данас се Земљина атмосфера састоји од око три четвртине азота и једне четвртине кисеоника, са малим процентом других гасова попут угљен-диоксида и метана. Али пре четири милијарде година, није било кисеоника. Земљина атмосфера је еволуирала кроз шест различитих епоха, од којих је сваку карактерисала одређена мешавина гасова. Помоћу рачунарског кода који су развили Трауб и колега ЦфА Кен Јуцкс, Калтенеггер и Трауб моделирали су сваку Земљину шест епоха да би одредили које ће спектралне отиске видети далеки посматрач.
„Проучавајући прошлост Земље, можемо сазнати садашње стање других светова“, објаснио је Трауб. "Ако се нађе екстрасоларна планета са спектром сличним једном од наших модела, потенцијално бисмо могли да окарактеришемо геолошко стање те планете, животност и степен у коме се живот на њој развио."
Да бисмо боље разумели ове временске периоде, или „епохе“, и ставили их у перспективу, човекову историју од 4,5 милијарди година можемо сложити на једну годину, вежући датуме почевши од 1. јануара - датума када се Земља формирала.
ЕПОЦХ 0 - 12. фебруар
У Епохи 0 (пре 3,9 милијарди година), млада Земља је имала турбулентну, парну атмосферу састављену већином од азота, угљен-диоксида и водоник-сулфида. Дани су били краћи и Сунце је било тамније, блистало је попут црвене кугле кроз наше небо наранџасте боје. Један океан који је покривао целу нашу планету био је блатњава смеђа која је апсорбовала бомбардирање из надолазећих метеора и комета. Угљендиоксид је помогао у загревању нашег света с обзиром да је новорођенче Сунце било треће мање блиставо него данас. Иако из овог временског периода није преживео ниједан фосил, у стенама Гренланда можда су остављени изотопски животи.
ЕПОЦХ 1. - 17. марта
Пре око 3,5 милијарде година (Епоха 1), пејзаж планете садржи вулканске острвске ланце који искачу из огромног глобалног океана. Први живот на Земљи биле су анаеробне бактерије - бактерије које су могле да живе без кисеоника. Те бактерије су пумпале велике количине метана у атмосферу планете, мењајући га на препознатљиве начине. Ако сличне бактерије постоје на некој другој планети, будуће мисије попут ТПФ-а и Дарвина могле би открити њихов отисак прста у атмосфери.
ЕПОЦХ 2 - 5. јуна
Пре око 2,4 милијарде година (Епоха 2) атмосфера је достигла максималну концентрацију метана. Доминантни гасови су били азот, угљен диоксид и метан. Континенталне копнене масе су почеле да се формирају. Плаве зелене алге су почеле да испуштају велике количине кисеоника у атмосферу. Велике промене су се требале догодити.
„Жао ми је што кажем прве знакове Е.Т. вероватно неће бити радио или ТВ емисија; уместо тога, то би могао бити кисеоник из алги “, узврати Калтенегер.
ЕПОЦХ 3 - 16. јула
Пре две милијарде година (Епоха 3), ови први фотосинтетски организми су трајно померали равнотежу атмосфере - стварали су кисеоник, високо реактивни гас који је очистио већи део метана и угљен-диоксида, док је угушио анаеробне бактерије које производе метан. При томе је атмосфера планете добила свој први слободан кисеоник. Пејзаж је сада био раван и влажан. Вулкани који пуше у даљини, сјајно обојени базени зеленкасто смеђе смеће створили су сјај на води испуњеној смрадом. Револуција о кисеонику је била у потпуности у току.
„Увођење кисеоника било је катастрофално за доминантни живот на Земљи у то време; то га је отровало “, рекао је Трауб. "Али истовремено, омогућио је вишећелијски живот, укључујући и људски живот."
ЕПОЦХ 4 - 13. октобар
Пре 800 милиона година, Земља је ушла у епоху 4, уз стално повећање нивоа кисеоника. Овај временски период поклапа се са оним што је данас познато као "Камбријска експлозија". Почевши од 550 до 500 милиона година, Камбријско раздобље значајан је маркеристички пост у историји живота на Земљи: То је време када се најзначајније животињске групе први пут појављују у евиденцијама фосила. Земља је сада била прекривена мочварама, морима и неколико активних вулкана. Океани су се удружили са животом.
ЕПОЦХ 5. - 8. новембра
Коначно, пре 300 милиона година у Епохи 5, живот се преселио из океана на копно. Земљина атмосфера је достигла свој тренутни састав, пре свега азота и кисеоника. Ово је био почетак мезозојског периода који је обухватао диносаурусе. Пејзаж је у недељу поподне изгледао као парк Јурја.
ЕПОЦХ 6 - 31. децембра (11:59:59)
Остаје интригантно питање: Како би изгледала Епоха 6, временско раздобље које данас људи заузимају? Можемо ли открити знакове изванземаљске технологије у далеким светима?
Пошто општи консензус постоји међу научницима да је људска активност изменила Земљину атмосферу уносећи угљен-диоксид као и гасове попут Фреона, да ли можемо да идентификујемо спектралне отиске тих нуспродуката на другим световима? Иако сателити у орбити око Земље и експерименти са балоном могу да мере ове промене код куће, откривање сличних ефеката на далеки свет превазилази чак и могућности надолазећих програма као што су Земаљски планетарни проналазач и Дарвин. Биће потребне гигантске флотиле будућих свемирских инфрацрвених телескопа да би могли извршити та мерења.
"Колико год застрашујуће звучало овај изазов," рекао је Калтенеггер, "верујем да ћемо у наредних неколико деценија знати да ли је наш мали плави свет сам у Универзуму или не, или постоје комшије које нас чекају."
Ово истраживање финансира НАСА.
Са седиштем у Цамбридгеу, Массацхусеттс, Харвард-Смитхсониан Центер за астрофизику (ЦфА) заједничка је сарадња између Смитхсониан Астропхисицал Обсерватори и Харвард Цоллеге Обсерватори. Научници ЦфА, организовани у шест истраживачких одељења, проучавају порекло, еволуцију и коначну судбину универзума.
Изворни извор: ЦфА Невс Релеасе
