Hva om en annen sivilisasjon hadde teleskoper og romfartøy bedre enn vår? Ville Jorden være påvisbar fra en annen planet noen få år unna? På samme måte, hva vil det ta for oss å oppdage liv på en jordlignende planet innen lignende avstand? Det er interessant å vurdere disse spørsmålene, og nå finnes det data som hjelper deg med å svare på dem. I desember 1990, da Galileo-romfartøyet fløy av Jorden i sin rundløp til Jupiter, pekte forskere noen av instrumentene på Jorden bare for å se hvordan den gamle hjemmeplaneten så ut fra verdensrommet. Siden vi visste at livet definitivt kunne finnes på jorden, hjalp denne øvelsen til å skape noen kriterier som, hvis de finnes andre steder, også skulle peke på eksistensen av liv der. Men hva hvis Jordens klima var annerledes enn det er nå? Ville den signaturen fortsatt være påvisbar? Og kan potensielle biomarkører fra ekstra solplaneter som holder klima mye kaldere eller varmere enn vårt, være åpenbare? En gruppe forskere i Frankrike la inn noen forskjellige kriterier samlet fra forskjellige epoker i jordens historie for å teste ut denne hypotesen. Hva fant de?
Et av de mest fortellende om kriteriene fra Galileo flyby som avslørte liv på jorden, var det som kalles vegetasjonens røde kant - en kraftig økning i lysrefleksjonen med en bølgelengde på rundt 700 nanometer. Dette er et resultat av at klorofyll absorberer synlig lys, men reflekterer sterkt nær infrarød. Galileo-sonden fant sterk for dette beviset på Jorden i 1990.
Luc Arnold og teamet hans på Saint-Michel-l'Observatoire i Frankrike ønsket å bestemme noen forskjellige parametere der plantelivet som lik Jordens fremdeles kan påvises via den vegetative røde kanten på en jordlignende planet som kretser rundt en stjerne flere lysår unna .
På den avstanden ville planeten være en ikke-oppløselig (i synlig lys) punktlignende prikk, så det første spørsmålet som må vurderes er om den røde kanten vil være synlig i forskjellige vinkler. Det er sannsynlig at planeten roterer, og for eksempel på jorden er kontinentene som har mest vegetasjon hovedsakelig på den nordlige halvkule. Hvis den halvkule ikke ledet utsikten, ville en biosignatur fortsatt være påvisbar? De ønsket også å tillate de forskjellige årstidene, der en halvkule om vinteren ville være mindre sannsynlig å ha vegetative biomarkører enn en om sommeren, og potensielt tungt skydekke.
De legger også inn forskjellige klimakriterier fra de siste kvartære klimakstremene, ved å bruke klimasimuleringer av generelle sirkulasjonsmodeller. De brukte data fra nåtiden og sammenlignet det med en istid, The Last Glacial Maximum (LGM) som skjedde for rundt 21 000 år siden. Temperaturene over hele verden var i størrelsesorden 4 grader kaldere enn i dag, og islag dekket det meste av den nordlige halvkule. Deretter brukte de en varmere tid, under Holocene-epoken for 6000 år siden, da jordas nordlige halvkule var omtrent 0,5 grader varmere enn i dag. Havnivået økte og Sahara-ørkenen inneholdt mer vegetasjon.
Overraskende nok fant forskerne selv om vinteren i en istid, det røde vegetasjonssignalet ikke ville bli betydelig redusert, sammenlignet med dagens klima og til og med det varmere klimaet.
Så hvis en annen jord er der ute, skal den røde vegetaionkanten tillate oss å finne den jordlignende planeten. Men vi trenger bedre teleskoper og romfartøy for å finne det.
Det beste håpet i horisonten er Terrestrial Planet Finder. ESA har et lignende instrument i verkene som heter Darwin.
Teamene bak disse instrumentene sier at de kunne oppdage jordlignende planeter i bane rundt stjerner i avstander på opptil 30 lysår med en eksponering målt i løpet av et par timer.
Arnolds team sier at det ville være mye vanskeligere å oppdage livstegn på en slik planet. Den røde kanten på vegetasjonen kan bare sees ved en eksponering på 18 uker med et teleskop som Terrestrial Planet Finder. En 18 ukers eksponering av en planet som kretser rundt en annen stjerne ville være en nesten umulig oppgave.
Så når kan vi til slutt se vegetasjon på en annen planet? Det ser ut til at Terrestrial Planet Finder (TPF) ble lansert før 2025, og selv da har det kanskje ikke krefter til å gjøre jobben.
Mer ambisiøse teleskoper senere på tallet, for eksempel en dannelse av 150 3-metersspeil, ville samle nok fotoner på 30 minutter til å fryse rotasjonen av planeten og produsere et bilde med minst 300 piksler av oppløsning, og opptil tusenvis avhengig av matrixgeometri. "På dette nivået av romlig oppløsning vil det være mulig å identifisere skyer, hav og kontinenter, enten karrige eller kanskje (forhåpentligvis) erobret av vegetasjon," skriver forskerne.
Kilder: arXiv, arXiv blogg
