Από το φως της Σελήνης ‘ανακαλύπτουμε’ ξανά τη ζωή πάνω στη Γη

Τώρα που η ανακάλυψη των εξωηλιακών πλανητών, ή των πλανητών γύρω από τα απόμακρα αστέρια, έχει γίνει σχεδόν ρουτίνα, οι επιστήμονες αντιμετωπίζουν τώρα το επόμενο βήμα: την ανακάλυψη πλανητών που έχουν ζωή. Για να το κάνουν όμως αυτό, οι παρατηρητές πρέπει να ξέρουν ποιά σημάδια να ψάξουν μέσα στο ασθενικό φως από αυτούς τους μακρινούς πλανήτες.

Μέχρι τώρα, οι αστρονόμοι μπορούν να ανιχνεύσουν κυρίως πλανήτες σαν το Δία γύρω από άλλα αστέρια, επειδή τέτοιοι πλανήτες είναι μεγάλοι και δημιουργούν ισχυρά σήματα βαρύτητας. Εντούτοις, δεδομένου ότι η τεχνολογία συνεχίζει να βελτιώνεται, οι αστρονόμοι σύντομα θα είναι σε θέση να εντοπίσουν εξωηλιακούς πλανήτες σαν τη Γη και να μελετήσουν το αμυδρό φως τους προς αναζήτηση σημείων της ζωής. Για να ξέρουν λοιπόν τι πρέπει να ψάχνουν, πρέπει να χρησιμοποιήσουν το παράδειγμα ενός πλανήτη, όπου είναι γνωστό ότι υπάρχει ζωή: τη Γη.

Χρησιμοποιώντας λοιπόν το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου ESO, οι αστρονόμοι έχουν βρει αποδείξεις ότι η Γη όντως έχει ζωή με τη βοήθεια της Σελήνης. Η ανακάλυψη ζωής στον πλανήτη μας μπορεί να ακούγεται σαν κάτι ασήμαντο, αλλά η νέα προσέγγιση της διεθνούς ομάδας των ερευνητών μπορεί να οδηγήσει σε μελλοντικές ανακαλύψεις ζωής κάπου αλλού στο Σύμπαν. Η εργασία τους περιγράφεται σε περιοδικό Nature.

«Χρησιμοποιήσαμε ένα τέχνασμα, που ονομάζεται παρατήρηση του γήινου φωτός, για να δούμε τη Γη σαν να ήταν ένας εξωπλανήτης," λέει ο Michael Sterzik (του ESO), υπεύθυνος του προγράμματος. "Ο ήλιος στέλνει το φως του πάνω στη Γη και αυτό το φως αντανακλάται πίσω στην επιφάνεια της Σελήνης Η σεληνιακή επιφάνεια λειτουργεί λοιπόν ως ένα γιγάντιο κάτοπτρο και αντανακλά το φως της Γης πίσω σε μας. Και αυτό το φως είδαμε με το VLT."

Οι αστρονόμοι ανέλυσαν το αχνό φως της λάμψης της Γης για να ψάξουν για τους λεγόμενους βιοδείκτες, όπως ορισμένους συνδυασμούς αερίων στην ατμόσφαιρα της Γης, που είναι αποκαλυπτικά σημάδια της οργανικής ζωής. Η μέθοδος αυτή καθορίζει τη Γη ως ένα σημείο αναφοράς για τη μελλοντική αναζήτηση της ζωής σε πλανήτες πέρα ​​από το ηλιακό μας σύστημα.

Οι βιοδείκτες ή τα σημεία της ζωής είναι βεβαίως δύσκολο να βρεθούν με τις συμβατικές μεθόδους, αλλά η διεθνής ομάδα έχει κάνει μια πρωτοποριακή προσέγγιση στο θέμα αυτό και πιο ευαίσθητη. Κοιτάζει όχι μόνο την ένταση του ανακλώμενου στη Σελήνη γήινου φωτός σε διαφορετικά χρώματα, αλλά και την πόλωση του φωτός, μια προσέγγιση που ονομάζεται φασματοπολωσιμετρία. Εφαρμόζοντας την πρωτοποριακή αυτή τεχνική στο φως που παρατηρήθηκε με το VLT, εμφανίζονται πολύ έντονα οι βιοδείκτες στο φως της Γης που ανακλάται στη Σελήνη.

Βεβαίως το εγχείρημα είναι πολύ δύσκολο αν λάβουμε υπ’ όψιν πως το φως από ένα μακρινό εξωπλανήτη σκεπάζεται από την λάμψη του άστρου του, έτσι είναι σαν να θέλετε να μελετήσετε έναν κόκκο σκόνης δίπλα σε ένα ισχυρό λαμπτήρα. Αλλά το φως που ανακλάται από ένα πλανήτη είναι πολωμένο, ενώ το φως από το άστρο δεν είναι. Έτσι η πολωσιμετρική τεχνική μας βοηθά να ξεχωρίσουμε το αχνό φως που ανακλάται από ένα εξωπλανήτη, από το εκτυφλωτικό φως των άστρων.

Η ομάδα λοιπόν μελέτησε τόσο το χρώμα όσο και το βαθμό της πόλωσης του φωτός από τη Γη μετά την αντανάκλαση του από το φεγγάρι, σαν να προέρχεται από έναν εξωπλανήτη. Κατάφεραν λοιπόν να συμπεράνουν ότι η ατμόσφαιρα της Γης είναι εν μέρει νεφελώδης, ότι η ατμόσφαιρα περιέχει οξυγόνο, ότι μέρος της επιφάνειάς της καλύπτεται από ωκεανούς και – πολύ σίγουρα – ότι υπάρχει βλάστηση με βάση τις φωτοσυνθετικές διαδικασίες. Θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν ακόμη και τις αλλαγές στη νεφοκάλυψη και τον βαθμό της βλάστησης σε διαφορετικές χρονικές στιγμές και διαφορετικά μέρη της Γης, το φως που αντανακλάται προς τη Σελήνη.

Η επόμενη γενιά των τηλεσκοπίων, όπως το E-ELT (το Ευρωπαϊκό Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο), μπορεί, επίσης, να είναι σε θέση να μας φέρει την έκτακτη είδηση ​​ότι η Γη δεν είναι ο μόνος φορέας της ζωής στην απεραντοσύνη του διαστήματος.

Μια άλλη προσέγγιση

Για να περιγράψουν το θέαμα που θα είχε ένας μακρινός αστρονόμος εάν μελετούσε τη Γη από έναν άλλο πλανήτη, κάποιοι άλλοι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν πάλι το δικό μας φεγγάρι ως κάτοπτρο. Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο, των 90-ιντσών, του Παρατηρητηρίου Steward στην Αριζόνα, μέτρησαν και το φως που έρχεται από το φεγγάρι λόγω ανάκλασης του Γήινου φωτός και το φως από το ίδιο το φεγγάρι. Μετά διόρθωσαν το φως που προέρχεται από τη Γη για να καθορίσουν πώς θα εμφανιζόταν η Γη σε έναν μακρινό παρατηρητή. Στο τέλος σύγκριναν αυτό το φάσμα που μέτρησαν με ένα μοντέλο που δημιουργήθηκε από τον Ken Jucks του Κέντρου για την Αστροφυσική στο Χάρβαρντ.

Η ομάδα εκείνη βρήκε ότι το φως της Γης που ανακλάστηκε από την επιφάνεια της Σελήνης, εμφανίζει ισχυρές αποδείξεις για το νερό – ένα απαραίτητο συστατικό για τη ζωή όπως την ξέρουμε – και για το μοριακό οξυγόνο, το οποίο πρέπει να συνεχώς να ανανεώνεται από τις διαδικασίες της ζωής, για να παραμένει στην ατμόσφαιρα. Βρήκαν επίσης τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα που υποδείκνυαν την παρουσία χλωροφύλλης, και η οποία δείχνει την ύπαρξη των φυτών.

Τα τελευταία εμφανίζονται ως φωτεινές αντανακλάσεις στη υπέρυθρη περιοχή του ορατού φάσματος. Αυτή η "κόκκινη άκρη" είναι μια γνωστή υπογραφή της χλωροφύλλης, η οποία εμφανίζεται σε μας μόνο πράσινη επειδή τα μάτια μας δεν είναι και πολύ ευαίσθητα στο κόκκινο άκρο του ορατού φάσματος.

Η ομάδα αυτή επίσης προτείνει ότι αλλαγές για την εύρεση των κόσμων που φέρουν ζωή είναι βελτιωμένες, επειδή οι υπογραφές ή οι ενδείξεις της ζωής μπορούν να αναπτυχθούν  στα πρώτα στάδια της ιστορίας ενός πλανήτη και να διαρκέσουν για πολύ καιρό. Ο πλανήτης μας έχει διατηρήσει μια ατμόσφαιρα με οξυγόνο επί δύο δισεκατομμύρια έτη, και έχει δείξει αυτή τη "κόκκινη άκρη" καθώς τα πρώτα φυτά εξελίχθηκαν 500 εκατομμύρια έτη πριν.

Εάν κάποιος που βρίσκεται έξω στο διάστημα, προσέχει το ηλιακό μας σύστημα, επισημαίνουν οι επιστήμονες, θα μπορούσε να έχει ανιχνεύσει τα φυτά πολύ καιρό πριν να εμφανιστεί οποιαδήποτε ευφυής ζωή".

Αντιστοιχία συμπερασμάτων του σκάφους Γαλιλαίος

Αυτές οι μετρήσεις συμπληρώνουν εκείνες που έγιναν από το διαστημικό σκάφος Γαλιλαίος, κατά τη διάρκεια μιας πτήσης κοντά στη Γη, το 1990. Όπως αναφερόταν σε μια έκδοση της 21ης Οκτωβρίου του 1993 στο Nature, τα όργανα στο διαστημικό σκάφος βρήκαν επίσης στοιχεία για το αέριο οξυγόνο και τα φυτά πάνω στη Γη.

Εντούτοις, οι μετρήσεις του Γαλιλαίου έγιναν ενώ ήταν κοντά στη Γη και εμφανίζουν τις συνθήκες μόνο για περιορισμένες περιοχές της επιφάνειας του πλανήτη μας.

Η μελέτη για το φως της Γης που ανακλάται από τη Σελήνη, αφ’ ετέρου, παράγει ένα φάσμα που ενσωματώνει ολόκληρη την ορατή επιφάνεια του πλανήτη μας, κάτι το οποίο ταιριάζει με αυτό που βλέπουν οι αστρονόμοι από ένα απόμακρο αστρικό σύστημα.

ScienceDaily

 physics4u