Teleskop teknolojisi hızla büyüyor, çünkü daha büyük ve daha büyük enstrümanlar üretiliyor. Orada yaşam varsa, onu tanıyacak mıyız? Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi ve NASA'dan araştırmacılar, Dünya atmosferinin tarihinde bu araçla görülebilecek çağların bir listesini geliştirdiler; hayatın ilk ortaya çıktığı andan itibaren mevcut oksijen / azot bol atmosferine.
Gökbilimcilerin uzak bir yörüngede dönen Dünya çapında bir gezegen bulmaları sadece bir zaman meselesidir. Yaptıklarında, insanların soracağı ilk sorular şunlardır: Yaşanabilir mi? Ve daha da önemlisi, üzerinde zaten yaşam var mı? Yanıtlara dair ipuçları için, bilim adamları kendi ev gezegenleri olan Dünya'yı arıyorlar.
Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden (CfA) astronomlar Lisa Kaltenegger ve NASA'nın Jet Sevk Laboratuvarı ve CfA'dan Wesley Traub, diğer gezegenleri anlamak için Dünya'nın atmosfer tarihini kullanmayı öneriyor.
Kaltenegger “İyi gezegenleri bulmak zor” dedi. “Çalışmalarımız, gökbilimcilerin dünya benzeri gerçek dünyaları incelerken arayacakları tabelaları sağlıyor.”
Jeolojik kayıtlar, Dünya gezegeninin son 4,5 milyar yıl içinde kısmen gezegenimizde gelişen yaşam formları nedeniyle önemli ölçüde değiştiğini göstermektedir. Tarih boyunca Dünya'nın atmosferini oluşturan gazları haritalayan Kaltenegger ve Traub, diğer dünyalarda benzer atmosfer kompozisyonu arayarak, bu gezegenin üzerinde yaşam olup olmadığını ve eğer öyleyse hayatın evrim aşamasını belirleyebileceğini önermektedir. Çalışmalarını açıklayan araştırma makalesine http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609398 adresinden çevrimiçi olarak erişilebilir.
Bugüne kadar, tüm ekstrasolar gezegenler dolaylı olarak, örneğin bir gezegenin yerçekimi onu çekerken bir yıldızın yalpalama şeklini izleyerek incelenmiştir. Sadece dört ekstrasolar gezegen doğrudan tespit edildi ve bunlar büyük Jüpiter büyüklüğündeki dünyalar. Bu dünyalardan birinin atmosferi, NASA'nın Spitzer Uzay Teleskobu kullanılarak başka bir CfA bilim adamı David Charbonneau tarafından tespit edildi. NASA’nın Karasal Gezegen Bulucu (TPF) ve ESA’nın Darwin gibi yeni nesil uzay temelli misyonları, yakınlardaki Dünya çapındaki dünyaları doğrudan inceleyebilecek.
Gökbilimciler, atmosferini öğrenmek için uzak kara gezegenlerinin görünür ve kızılötesi spektrumlarını gözlemlemek istiyorlar. Belirli gazlar, parmak izleri veya DNA işaretleri gibi bir gezegenin spektrumunda imzalar bırakır. Bu parmak izlerini tespit ederek, araştırmacılar bir atmosferin kompozisyonunu öğrenebilir ve hatta bulutların varlığını ortaya çıkarabilir.
Bugün, Dünya’nın atmosferi yaklaşık dörtte üçü azot ve dörtte biri oksijenden oluşuyor ve karbon dioksit ve metan gibi diğer gazların küçük bir yüzdesi. Ancak dört milyar yıl önce hiç oksijen yoktu. Dünya'nın atmosferi, her biri belirli bir gaz karışımı ile karakterize edilen altı ayrı çağdan evrildi. Traub ve CfA meslektaşı Ken Jucks tarafından geliştirilen bir bilgisayar kodu kullanarak Kaltenegger ve Traub, uzak bir gözlemci tarafından hangi spektral parmak izlerinin görüneceğini belirlemek için Dünya'nın altı döneminin her birini modelledi.
Traub, “Dünya'nın geçmişini inceleyerek, diğer dünyaların bugünkü durumunu öğrenebiliriz. “Eğer ekstrasolar bir gezegen modellerimizden birine benzer bir spektrumda bulunursa, potansiyel olarak o gezegenin jeolojik durumunu, yaşanabilirliğini ve yaşamın üzerinde ne ölçüde geliştiğini karakterize edebiliriz.”
Bu zaman dönemlerini veya “çağları” daha iyi anlamak ve bunları perspektife koymak için, Dünya'nın 4,5 milyar yıllık geçmişini bir yıla kadar ölçeklendirebilir, 1 Ocak'tan başlayarak - Dünyanın oluştuğu tarih.
EPOCH 0 - 12 Şubat
Epoch 0'da (3.9 milyar yıl önce), genç Dünya çoğunlukla azot, karbondioksit ve hidrojen sülfitten oluşan çalkantılı, buharlı bir atmosfere sahipti. Günler daha kısaydı ve Güneş sönüktü, turuncu tuğla renkli gökyüzümüzde kırmızı bir küre gibi parlıyordu. Tüm gezegenimizi kaplayan tek okyanus, gelen göktaşları ve kuyruklu yıldızların bombardımanını emen çamurlu bir kahverengiydi. Karbondioksit, Güneş'in bugünden üçte bir daha az parlak olması nedeniyle dünyamızın ısınmasına yardımcı oldu. Bu zaman diliminden hiçbir fosil hayatta kalmamış olsa da, Grönland kayalarında izotopik yaşam imzaları geride kalmış olabilir.
EPOCH 1 - 17 Mart
Yaklaşık 3,5 milyar yıl önce (Epoch 1), gezegen manzarası geniş küresel okyanustan alay eden volkanik ada zincirlerine sahipti. Dünyadaki ilk yaşam anaerobik bakterilerdi - oksijensiz yaşayabilen bakteriler. Bu bakteriler, gezegenin atmosferine büyük miktarlarda metan pompaladı ve tespit edilebilir şekillerde değiştirdi. Başka bir gezegende benzer bakteriler varsa, TPF ve Darwin gibi gelecekteki görevler atmosferdeki parmak izlerini tespit edebilir.
EPOCH 2 - 5 Haziran
Yaklaşık 2,4 milyar yıl önce (Epoch 2), atmosfer maksimum metan konsantrasyonuna ulaştı. Baskın gazlar azot, karbondioksit ve metandı. Kıtasal kara kütleleri oluşmaya başlamıştı. Mavi yeşil algler atmosfere büyük miktarlarda oksijen pompalamaya başladı. Büyük değişiklikler olmak üzereydi.
“E.T.'nin ilk belirtilerini söylediğim için üzgünüm. muhtemelen bir radyo veya TV yayını olmayacaktır; bunun yerine alglerden oksijen olabilir, ”diye bağırdı Kaltenegger.
EPOCH 3 - 16 Temmuz
İki milyar yıl önce (Epoch 3), bu ilk fotosentetik organizmalar atmosferin dengesini kalıcı olarak değiştirdi - metanol ve karbondioksiti temizleyen, aynı zamanda anaerobik, metan üreten bakterileri boğarken oldukça reaktif bir gaz olan oksijen ürettiler. Böylece gezegenin atmosferi ilk serbest oksijeni elde etti. Manzara şimdi düz ve nemliydi. Volkanlar uzaktan sigara içerken, yeşilimsi kahverengi pisliğin parlak renkli havuzları, kokusu dolu su üzerinde bir parlaklık yarattı. Oksijen devrimi tamamen başlamıştı.
“Oksijen girişi o zamanlar Dünya üzerindeki baskın yaşam için felaketti; zehirledi, ”dedi Traub. “Ama aynı zamanda insan yaşamı da dahil olmak üzere çok hücreli yaşamı mümkün kıldı.”
EPOCH 4 - 13 Ekim
800 milyon yıl önce Dünya, Epoch 4'e girdi ve oksijen seviyelerinde devam eden artışlar oldu. Bu zaman dilimi, şimdi “Kambriyen Patlaması” olarak bilinen şeyle örtüşüyor. 550-500 milyon yıl önce başlayarak, Kambriyen Dönemi Dünya'daki yaşam tarihinde önemli bir belirteç noktasıdır: Çoğu büyük hayvan grubunun fosil kayıtlarında ilk ortaya çıktığı zamandır. Dünya artık bataklıklar, denizler ve birkaç aktif volkanla kaplıydı. Okyanuslar yaşamla takımlaşıyordu.
EPOCH 5 - 8 Kasım
Son olarak, 300 milyon yıl önce 5. Dönem'de yaşam okyanuslardan karaya taşınmıştı. Dünya atmosferi şu anki azot ve oksijen bileşimine ulaşmıştı. Bu, dinozorları içeren Mezozoik dönemin başlangıcıydı. Manzara bir Pazar öğleden sonra Jurassic Park gibi görünüyordu.
EPOCH 6 - 31 Aralık (11:59:59)
Geriye kalan ilginç soru şudur: İnsanların bugün işgal ettiği zaman dilimi olan Epoch 6 neye benzeyecekti? Uzak dünyalardaki yabancı teknolojilerin belirti işaretlerini tespit edebilir miyiz?
Genel fikir birliği, bilim insanı arasında insan aktivitesinin Freon gibi gazların yanı sıra karbon dioksit girerek Dünya'nın atmosferini değiştirdiğine göre, diğer dünyalardaki bu yan ürünlerin spektral parmak izlerini belirleyebilir miyiz? Dünyanın yörüngesindeki uydular ve balon deneyleri burada bu değişiklikleri evde ölçebilse de, uzak bir dünya üzerindeki benzer etkileri tespit etmek, Karasal Gezegen Bulucu ve Darwin gibi gelecek programların yeteneklerinin bile ötesindedir. Bu ölçümleri yapabilmek için gelecekteki uzay tabanlı kızılötesi teleskopların devasa filolarını alacaktır.
Kaltenegger, “Bu meydan okuma gibi göz korkutucu gibi,” dedi, “Önümüzdeki birkaç on yıl içinde, küçük mavi dünyamızın Evrende tek başına olup olmadığını veya dışarıda bizimle buluşmayı bekleyen komşular olup olmadığını bileceğiz.”
Bu araştırma NASA tarafından finanse edildi.
Merkezi Cambridge'de bulunan Mass., Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi (CfA), Smithsonian Astrofizik Gözlemevi ile Harvard College Gözlemevi arasında ortak bir işbirliğidir. Altı araştırma bölümüne ayrılmış olan CfA bilim adamları, evrenin kökenini, evrimini ve nihai kaderini inceliyorlar.
Orijinal Kaynak: CfA Haber Bülteni
