Procurando pela borda vermelha: como as florestas da terra estão dizendo aos estrangeiros onde moramos

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As pessoas sempre estão preocupadas que civilizações alienígenas detectem as transmissões de nossos antigos programas de rádio e transmissões de televisão e enviem a frota invasora. Mas a realidade é que a própria vida transmite a existência da vida na Terra há 500 milhões de anos.

Culpe as plantas.

Além de preencher a atmosfera com oxigênio, as plantas emitem um comprimento de onda muito específico visível na radiação infravermelha. É o tipo de sinal que outras civilizações podem procurar enquanto estão examinando a galáxia.

É o que procuraremos também.

Mas não culpe as plantas. Outras formas de vida também emitem sinais, sinais que podemos procurar quando descobrimos novos exoplanetas e nos perguntamos se eles têm vida lá.

A sonda Galileo da NASA foi lançada em 18 de outubro de 1989. Sua missão, é claro, era voar para Júpiter e entrar em órbita, estudando o planeta e suas luas por anos.

Infelizmente, a NASA não tinha o foguete de plataforma pesada que eles esperavam usar para enviar a espaçonave diretamente para Júpiter. Em vez disso, planejaram uma série de manobras inteligentes de sobrevôo que dariam à espaçonave a velocidade necessária para chegar a Júpiter.

Primeiro, passou por Vênus em 10 de fevereiro de 1990, depois pela Terra em 8 de dezembro e depois novamente exatamente dois anos depois.

Quando Galileu passou pela Terra, ele capturou fotografias da Terra e da Lua, mostrando nosso planeta de um ponto de vista único.

Carl Sagan olhou para as fotos e os dados que retornavam do Galileu e declarou que a sonda havia encontrado “evidência de oxigênio gasoso abundante, um pigmento de superfície amplamente distribuído com uma borda de absorção acentuada na parte vermelha do espectro visível e metano atmosférico em termodinâmica extrema. desequilíbrio"

Em outras palavras, Galileu havia descoberto a vida na Terra.

De fato, quando a missão OSIRIS-REx da NASA fez um sobrevôo semelhante, os pesquisadores da missão realizaram o experimento novamente, desta vez observando que a atmosfera da Terra continha níveis de metano, oxigênio e ozônio muito mais altos do que o que você esperaria de um mundo morto.

Mais uma vez, os astrônomos descobriram que há vida na Terra.

Eles também descobriram que os níveis de dióxido de carbono em 2017 eram 14% mais altos, além de 12% mais metano, desde quando o Galileo fez as mesmas observações 30 anos antes.

Podemos usar essa técnica para encontrar vida em outros mundos?

Em um artigo de jornal recente intitulado “Expandindo a linha do tempo da biossinatura fotossintética da borda vermelha da Terra”, os pesquisadores Jack T. O'Malley-James e Lisa Kaltenegger exploram como seria a Terra em diferentes épocas de sua história nos últimos bilhões de anos. . E que tipos de sinais eles emitiam, detectáveis ​​por nossos telescópios.

Visite quase qualquer lugar da Terra e verá plantas em todos os lugares. Árvores, selvas, ervas, até os oceanos estão cheios de plantas.

Nos últimos 500 milhões de anos, a clorofila está presente em todos os lugares, dando às plantas a cor verde, porque refletem muita luz a 500 nanômetros.

Há muitas coisas que podem parecer verdes em comprimentos de onda visíveis. Mas as plantas são altamente refletivas no espectro infravermelho, entre aproximadamente 700 e 750 nm de comprimento de onda. Como, uma ordem de magnitude mais reflexiva do que qualquer outra parte do espectro.

Olhe para a Terra neste comprimento de onda muito específico e veja-a desaparecendo. Essa é a borda vermelha.

Mas, de acordo com este novo artigo, não apenas as plantas emitem um sinal óbvio. Os pesquisadores modelaram a vida na Terra ao longo do tempo, em várias épocas, para simular como seria o nosso planeta para observadores distantes.

Antes que as plantas se instalassem, as formas de vida mais bem-sucedidas eram o líquen, uma parceria simbiótica entre bactérias fotossintéticas e fungos. Uma paisagem de líquen parece cor de sálvia a verde menta. Essa cobertura de líquen também teria criado uma assinatura fotossintética de borda vermelha, que era distintamente diferente de um planeta coberto por plantas.

Entre 500 milhões e 1,2 bilhão de anos atrás, a Terra estaria transmitindo o sinal do líquen.

Antes disso, as cianobactérias, como as algas que cobrem os lagos, teriam sido dominantes, cobrindo parte do planeta. E mais uma vez, isso também teria gerado seu próprio sinal de borda vermelha.

De 1,2 bilhões a 2 bilhões de anos atrás, a Terra estava transmitindo cianobactérias.

E se mundos alienígenas não tiverem plantas? Outras formas de vida também geram uma borda vermelha. Segundo os pesquisadores, alguns tipos de corais são ainda mais refletivos no infravermelho. Eles não estão espalhados aqui na Terra, mas talvez eles possam dominar um mundo alienígena.

Mesmo alguns animais, como lesmas do mar, têm um aumento de borda vermelha de 35%. Imagine um planeta de lesmas do mar.

Precisamos ter cuidado, porém, existem alguns minerais que podem emitir um falso positivo. Por exemplo, um planeta completamente morto com rochas expostas contendo sulfeto de mercúrio poderia imitar a borda vermelha.

Então agora sabemos que a clorofila ou um produto químico similar pode ser uma indicação clara da vida em um planeta extra-solar, que telescópios estão em andamento para observá-los? Quando seremos capazes de observar um planeta e saber se existem plantas alienígenas crescendo lá?

Atualmente, nossos métodos de detecção de planetas usam o método da velocidade radial, onde o comprimento de onda da luz de uma estrela é vermelho e muda de azul quando seus planetas a puxam com sua gravidade.

Isso nos diz a massa dos planetas, mas não nos mostra do que eles são feitos.

O método de trânsito mede a quantidade de luz bloqueada quando um planeta passa diretamente entre nós e uma estrela. Ao medir a quantidade de luz das estrelas esmaecida, os astrônomos podem estimar o tamanho do planeta.

Nos últimos anos, os astrônomos desenvolveram uma técnica para analisar a luz vinda do próprio planeta. Eles medem o espectro químico da luz que vem da estrela e do planeta juntos e separam o que está vindo do planeta.

Usando essa técnica, os astrônomos encontraram planetas brutalmente quentes com nuvens contendo ferro e rocha. Como sempre, os astrônomos começam a descobrir mundos extremos e depois refinam suas técnicas à medida que obtêm melhores ferramentas.

Mas o método mais produtivo será o método de imagem direta. Com isso, um telescópio terrestre ou espacial usa um coronógrafo para bloquear a luz da estrela, permitindo que apenas a luz do planeta seja observada.

Usando esta técnica, um poderoso telescópio poderia analisar a luz apenas da atmosfera de um planeta. Nós fizemos um episódio inteiro sobre essa técnica, mas a missão ARIEL da ESA, com lançamento previsto para 2028, será um dos primeiros instrumentos dedicados à varredura das atmosferas de outros mundos.

Super observatórios terrestres, como o Telescópio Magalhães e o Telescópio Extremamente Grande da Europa, também poderão observar diretamente as atmosferas de exoplanetas do solo. Eles ficarão on-line na próxima meia década, portanto, não demorará muito para esperar.

Uma última idéia, é muito legal, usando um tipo de luz refletida chamada planetshine. Quando a Lua está em um crescente muito fino, apenas uma pequena fatia da Lua é iluminada pelo Sol. O resto está sendo iluminado pela luz refletida da Terra. Chamamos isso de brilho da terra.

Observando apenas a luz refletida na Lua, os astrônomos poderiam realmente aprender uma quantidade tremenda sobre a Terra. Mudanças no brilho podem permitir que os astrônomos mapeiem os continentes da Terra e calculem o tamanho dos oceanos do nosso planeta. Eles podiam ver padrões climáticos e, à medida que as estações mudam, a cobertura de neve perto dos pólos mudava a quantidade de luz refletida na Lua.

E a radiação infravermelha refletida pode mostrar a presença de plantas na Terra, graças à borda vermelha refletida.

Sempre que os cientistas propuserem enviar um sinal ao espaço, para informar as civilizações extraterrestres que estamos aqui, não se preocupe com uma invasão alienígena. Qualquer alienígena perto o suficiente para receber esses sinais já sabe que estamos aqui. Nossas plantas, líquen e bactérias nos deram milhões e até bilhões de anos atrás.

Mas consolem-se, à medida que nossos novos telescópios ficarem online, suas fábricas os trairão também.

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