لقد وجدنا بالفعل أكثر من 250 كوكبًا خارج المجموعة الشمسية ، ولا يزال يتم اكتشاف المزيد في كثير من الأحيان إلى حد ما. مع ظهور كل هذه الكواكب الجديدة ، يجب طرح السؤال الواضح: كيف يمكننا اكتشاف ما إذا كانت تحتوي على حياة أم لا؟ على الرغم من أننا لا نستطيع رؤية ميزات على السطح حتى مع أقوى التلسكوبات - وربما لن نتمكن من القيام بذلك لفترة طويلة جدًا - فقد يكشف تحليل الضوء القادم من الكوكب إذا كانت مغطاة بالحياة على شكل نباتات.
يقترح الدكتور لوك أرنولد من CNRS Observatoire de Haute-Provence في فرنسا أن التحليل الطيفي للضوء المنعكس من كوكب يمكن أن يحدد ما إذا كان مغطى بالنباتات أم لا.
يمتص سطح الأرض المغطى بالنبات بعض ترددات الضوء ، ويعكس الآخرين. تتميز نباتاتنا بطيف محدد للغاية لأنه يمتص الكثير من الضوء المرئي حول 700 نانومتر ، أو اللون الذي نراه باللون الأحمر. وهذا ما يسمى بالحافة الحمراء للنباتات (VRE).
من خلال النظر إلى ضوء الشمس المنعكس من الأرض - "أشعة الأرض" - يمكن تحديد تركيبة سطح الأرض والغلاف الجوي. يمكن تحليل ضوء الأرض عندما ينعكس عن القمر ، أو من مركبة فضائية بعيدة بما يكفي عن الأرض لرؤيتها كقرص صغير.
بمعرفة تركيبة ضوء الشمس ، والتكيف مع العناصر والمعادن في الغلاف الجوي وعلى السطح ، لا يزال هناك ما بين 0-10 ٪ من الفوتونات بالقرب من الطرف الأحمر من الطيف المرئي المفقود. العامل المطلوب لتفسير امتصاص الفوتون هذا هو وجود النباتات التي تستخدم الضوء لعملية التمثيل الضوئي
يمكن استخدام هذه الطريقة نفسها للكشف عن وجود النباتات على الكواكب خارج المجموعة الشمسية ، يقترح الدكتور أرنولد في ورقة بعنوان ، رصد الأرض للنباتات وآثارها على اكتشاف الحياة على الكواكب الأخرى نشرت في طبعة 30 أكتوبر 2007 من مجلة سبيس ساينس ريفيو.
"النقطة هي أنه إذا وجدنا ، في طيف كوكب يشبه الأرض ، التوقيع الطيفي - ربما يكون مختلفًا عن VRE - الذي لا يمكن تفسيره على أنه توقيع معدني ، أو توقيع في الغلاف الجوي ، فعندئذ فإن الاقتراح القائل بأن هذا الميزة هي توقيع محتمل للحياة تصبح ذات صلة. قال د. أرنولد بشكل خاص إذا كان هناك اختلاف في قوة الإشارة مرتبطًا بفترة دوران الكوكب ، مما يشير إلى أن الميزة الطيفية موجودة على سطح الكوكب.
يتم حساب VRE على الأرض من خلال إزالة "عوامل الضوضاء" مثل تكوين الغلاف الجوي ، سواء كان هناك الكثير من الغيوم ، وما إذا كان جزء من الأرض يعكس الضوء مغطى بالصحراء أو المحيطات أو الغابات. كل هذه الأشياء تمتص الضوء في أجزاء مختلفة من الطيف. يجب أن يتم فرز هذه التفاصيل نفسها لكواكب أخرى لضمان أن غياب الفوتونات في جزء معين من الطيف يرجع بالفعل إلى النباتات التي تمتص الضوء.
للتمكن من استبعاد عوامل أخرى في طيف الكوكب ، يجب أن يكون القرار أفضل مما هو ممكن حاليًا. ومن المتوقع إطلاق كل من داروين من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) و Terrestrial Planet Finder من وكالة ناسا ، وهما مهمتان تم تصميمهما للبحث تحديدًا عن الكواكب الأرضية الجديدة ودراسة الكواكب المكتشفة بشكل أفضل ، في السنوات العشر القادمة أو نحو ذلك. لن يكونوا قادرين على حل مجموعة من الكواكب خارج المجموعة الشمسية بشكل جيد بما يكفي لاستخدام هذه الطريقة للعثور على الغطاء النباتي ، ولكن الجيل الثاني من المقاريب المكتشفة للكوكب من المحتمل أن يكون لديه هذه القدرة.
يبقى السؤال حول ما إذا كانت النباتات في عوالم بعيدة ستستخدم الكلوروفيل كوسيلة لها لعملية التمثيل الضوئي للضوء. هل سيكون الضوء الذي يمتصه أحمر أو لون مختلف؟ هل سيكون الضوء الذي تعكسه أخضر أو شيء غريب تمامًا ، مثل أرجواني أو أزرق مشرق؟ إذا استخدموا الكلوروفيل ، فسيكون طيفهم مشابهًا لطيف كوكبنا. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فقد يكون توقيعها الطيفي مختلفًا عن توقيع نباتات الأرض.
يقول د. أرنولد أن VRE مختلفة قد تكون مثيرة للاهتمام إلى حد ما: "ماذا نقول لنا مثل VRE غريب ومختلف؟ سيكشف عن الفوتونات المفقودة ، أي الفوتونات التي تشكل النجم الممتص و "المستخدم" (طاقتها) في عملية كيميائية غير معروفة أو مجهولة ، هذا كل ما سنتعلمه. هنا مرة أخرى ، ستساعد المعلومات الأخرى حول تكوين الغلاف الجوي (بخار الماء والأكسجين والأوزون وما إلى ذلك) ودرجة الحرارة على تقديم مقترحات متماسكة. على الأقل سيغذي هذا النقاش المثير للغاية! "
المصدر: استعراض علوم الفضاء
