ماذا لو كانت لدى حضارة أخرى مقاريب ومركبات فضائية أفضل من حضارتنا؟ هل يمكن اكتشاف الأرض من كوكب آخر على بعد بضع سنوات ضوئية؟ وبالمثل ، ما الذي يتطلبه اكتشاف الحياة على كوكب شبيه بالأرض على مسافة مماثلة؟ من المثير للاهتمام النظر في هذه الأسئلة ، والآن ، هناك بيانات للمساعدة في الإجابة عنها. في ديسمبر 1990 ، عندما طارت المركبة الفضائية جاليليو على الأرض في رحلتها الدائرية إلى المشتري ، قام العلماء بتوجيه بعض الأجهزة في الأرض لمجرد رؤية كيف يبدو كوكب المنزل القديم من الفضاء. نظرًا لأننا كنا نعلم أن الحياة يمكن العثور عليها بالتأكيد على الأرض ، فقد ساعد هذا التمرين في إنشاء بعض المعايير التي تشير إلى وجود الحياة هناك أيضًا إذا وجدت في مكان آخر. ولكن ماذا لو كان مناخ الأرض مختلفًا عما هو عليه الآن؟ هل سيظل هذا التوقيع قابلاً للكشف؟ وهل يمكن أن تكون الواصمات الحيوية المحتملة من الكواكب الشمسية الإضافية التي تمسك بالمناخ أكثر برودة أو أدفئًا مما لدينا؟ أدخلت مجموعة من الباحثين في فرنسا بعض المعايير المختلفة التي تم الحصول عليها من عصور مختلفة في تاريخ الأرض لاختبار هذه الفرضية. ماذا وجدوا؟
كان أحد أكثر المعايير وضوحًا من طيران جاليليو الذي يكشف عن الحياة على الأرض هو ما يسمى بالحافة الحمراء للنباتات - زيادة حادة في انعكاس الضوء عند طول موجة يبلغ حوالي 700 نانومتر. هذا نتيجة امتصاص الكلوروفيل للضوء المرئي لكنه يعكس بقوة الأشعة تحت الحمراء. وجد مسبار غاليليو قويًا لهذه الأدلة على الأرض في عام 1990.
أراد لوك أرنولد وفريقه في Saint-Michel-l'Observatoire في فرنسا تحديد بعض المعلمات المختلفة حيث لا يزال من الممكن اكتشاف الحياة النباتية المشابهة للأرض عبر الحافة الحمراء النباتية على كوكب شبيه بالأرض يدور حول نجم يبعد عدة سنوات ضوئية .
عند هذه المسافة ، سيكون الكوكب نقطة غير قابلة للحل (في الضوء المرئي) نقطة ، لذا فإن السؤال الأول الذي يجب مراعاته هو ما إذا كانت الحافة الحمراء ستكون مرئية في زوايا مختلفة. من المرجح أن الكوكب يدور ، على سبيل المثال ، على الأرض ، القارات التي تحتوي على معظم النباتات تقع بشكل رئيسي في نصف الكرة الشمالي. إذا لم يكن نصف الكرة هذا يقود العرض ، فهل سيظل التوقيع البيولوجي قابلاً للاكتشاف؟ أرادوا أيضًا السماح بالمواسم المختلفة ، حيث سيكون نصف الكرة الأرضية في الشتاء أقل احتمالًا أن يكون له مؤشرات حيوية نباتية من واحد في الصيف ، وغطاء سحابي ثقيل محتمل محتمل.
كما أنها تُدخل معايير مناخية مختلفة من التطرفات المناخية الرباعية الأخيرة ، باستخدام محاكاة المناخ التي تم إجراؤها بواسطة نماذج الدورة العامة. استخدموا البيانات من الوقت الحالي وقارنوها بعصر جليدي ، آخر الجليدية الأخيرة (LGM) الذي حدث منذ حوالي 21000 سنة. كانت درجات الحرارة على مستوى العالم أكثر برودة بمقدار 4 درجات مئوية عن اليوم ، وقد غطت الصفائح الجليدية معظم نصف الكرة الشمالي. ثم ، استخدموا وقتًا أكثر دفئًا ، خلال عصر الهولوسين قبل 6000 عام ، عندما كان نصف الكرة الأرضية الشمالي أكثر دفئًا بمقدار 0.5 درجة مئوية عن اليوم. كان مستوى سطح البحر في ارتفاع وارتفعت الصحراء الكبرى من النباتات.
والمثير للدهشة ، وجد الباحثون أنه حتى خلال فصل الشتاء في العصر الجليدي ، لن يتم تقليل الإشارة الحمراء للنباتات بشكل كبير ، مقارنة بالمناخ الحالي وحتى المناخ الأكثر دفئًا.
لذا إذا كانت هناك أرض أخرى ، فيجب أن تسمح لنا الحافة الحمراء للنباتات أن نجد هذا الكوكب الشبيه بالأرض. لكننا بحاجة إلى مقاريب ومركبات فضائية أفضل للعثور عليه.
أفضل أمل في الأفق هو الباحث عن الكواكب الأرضية. لدى وكالة الفضاء الأوروبية أداة مماثلة في الأعمال تسمى داروين.
وتقول الفرق التي تقف وراء هذه الأدوات إنها تستطيع اكتشاف كواكب تشبه الأرض تدور حول النجوم على مسافات تصل إلى 30 سنة ضوئية مع تعرض يُقاس في غضون ساعتين.
يقول فريق أرنولد أن اكتشاف علامات الحياة على هذا الكوكب سيكون أصعب بكثير. يمكن رؤية الحافة الحمراء للنباتات فقط من خلال التعرض لمدة 18 أسبوعًا باستخدام تلسكوب مثل الباحث عن الكواكب الأرضية. إن التعرض لكوكب يدور حول نجم آخر لمدة 18 أسبوعًا سيكون مهمة شبه مستحيلة.
إذن متى قد نرى النباتات في نهاية المطاف على كوكب آخر؟ يبدو أنه من غير المحتمل إطلاق مستكشف الكواكب الأرضية (TPF) قبل عام 2025 ، وقد لا تكون لديه القدرة على القيام بهذه المهمة.
المزيد من التلسكوبات الطموحة في وقت لاحق من هذا القرن ، مثل تشكيل 150 مرآة طولها 3 أمتار ستجمع ما يكفي من الفوتونات في 30 دقيقة لتجميد دوران الكوكب وإنتاج صورة بدقة 300 بكسل على الأقل ، وما يصل إلى الآلاف اعتمادًا على هندسة المصفوفة. وكتب الباحثون "في هذا المستوى من الاستبانة المكانية ، سيكون من الممكن تحديد الغيوم والمحيطات والقارات ، إما قاحلة أو ربما (آمل) غزاها الغطاء النباتي".
المصادر: arXiv ، مدونة arXiv
