وتتمثل الخطة في وضع خمسة أقمار صناعية صغيرة في الفضاء بالقرب من تلسكوب ويب الفضائي. ستعمل هذه التلسكوبات معًا بمثابة تلسكوب كبير سيتم استخدامه كمقياس تداخل لاستقبال الأشعة تحت الحمراء الحرارية من الكواكب خارج المجموعة الشمسية. إن العثور على الحياة على الأرض سيعطي معايرة جيدة للمركبة الفضائية
الحياة ممكنة بالفعل على الأرض. وقد ثبت ذلك في دراسة أجريت في ETH زيورخ. ولم تكن نية الباحثين بالطبع هي الإجابة على السؤال نفسه. لقد استخدموا إسرائيل كمثال لإثبات أن مهمة الفضاء المخطط لها LIFE (مقياس التداخل الكبير للكواكب خارج المجموعة الشمسية) يمكن أن تنجح - وأن إجراء القياس المخطط له كان ناجحًا.
باستخدام شبكة من خمسة أقمار صناعية، تأمل مبادرة LIFE الدولية التي يقودها المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيوريخ في يوم من الأيام اكتشاف آثار الحياة في الكواكب خارج المجموعة الشمسية. والهدف هو دراسة الكواكب خارج المجموعة الشمسية الشبيهة بالأرض بمزيد من التفصيل، وهي كواكب صخرية مشابهة للأرض في الحجم ودرجة الحرارة ولكنها تدور حول نجوم أخرى.
وتتمثل الخطة في وضع خمسة أقمار صناعية صغيرة في الفضاء بالقرب من تلسكوب ويب الفضائي. ستعمل هذه التلسكوبات معًا بمثابة تلسكوب كبير سيتم استخدامه كمقياس تداخل لاستقبال الأشعة تحت الحمراء الحرارية من الكواكب خارج المجموعة الشمسية. وسيكون من الممكن استخدام طيف الضوء للاستدلال على تركيب هذه النجوم وأجواءها. توضح ساشا كفانتز، التي ترأس مبادرة LIFE: "هدفنا هو تحديد المركبات الكيميائية في الطيف الضوئي التي تشير إلى وجود حياة في النجم".
في هذه الدراسة، بحث الباحثون إلى أي مدى يمكن لمهمة LIFE أن تحدد مدى صلاحية كوكب خارج المجموعة الشمسية للسكن. ولتحقيق هذه الغاية، قرروا التعامل مع الأرض ككوكب خارج المجموعة الشمسية وإجراء ملاحظات عليها.
ما يميز هذه الدراسة هو أن الفريق اختبر قدرات مهمة LIFE المستقبلية على أطياف حقيقية وليس محاكاة. وباستخدام بيانات من إحدى أدوات قياس الغلاف الجوي الموجودة على القمر الصناعي لرصد الأرض "أكوا إيرث"، تمكنوا من إنشاء أطياف الانبعاث للبلاد في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسط، حيث سيتم تسجيلها في عمليات الرصد المستقبلية للكواكب خارج المجموعة الشمسية.
كان هناك اعتباران رئيسيان في هذا المشروع. الأول: إذا كان التلسكوب الفضائي يرصد الأرض من الفضاء، فما نوع طيف الأشعة تحت الحمراء الذي سيسجله؟ ستكون مراقبة الأرض من مسافة كبيرة، لذا ستظهر على شكل فقاعة غير واضحة، دون وجود أشكال أرضية يمكن التعرف عليها مثل البحر أو الجبال. وهذا يعني أن الأطياف ستكون عبارة عن متوسطات تعتمد على المكان والزمان، وتعتمد على جوانب الأرض التي يلتقطها التلسكوب والمدة التي يلتقطها.
ومن الاعتبار الأول نشأ الاعتبار الثاني للفيزيائيين في أبحاثهم: إذا قاموا بتحليل هذه الأطياف المتوسطة للحصول على معلومات عن الغلاف الجوي للأرض والأحوال على سطحها، فبأي طريقة تعتمد النتائج على عوامل مثل الهندسة الرصدية والموسمية التقلبات؟
وقام الباحثون بفحص ثلاثة أشكال هندسية للرصد - جانبان من القطبين وجانب آخر من خط الاستواء - وركزوا على البيانات المسجلة في يناير ويوليو لمراعاة أكبر التغيرات الموسمية.
النتائج المهمة للدراسة مشجعة: إذا قام تلسكوب فضائي مثل LIFE بمراقبة الأرض من مسافة حوالي 30 سنة ضوئية، فإنه سيجد علامات على وجود عالم معتدل ويعود. وتمكن الفريق من اكتشاف تركيزات غازات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2والمياه والأوزون والميثان في أطياف الأشعة تحت الحمراء للغلاف الجوي للأرض، وكذلك الظروف الملائمة على الأرض لتكاليف المياه. إن الدليل على وجود الأوزون والميثان له أهمية خاصة لأن هذه الغازات تنشأ عن المحيط الحيوي للبلاد.
هذه النتائج مستقلة عن هندسة الرصد، وهو خبر جيد لأن هندسة الرصد الدقيقة للملاحظات المستقبلية للكواكب الشبيهة بالأرض خارج المجموعة الشمسية من المحتمل أن تكون غير معروفة.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
الردود 3
المشكلة هي أن وسائلنا لمراقبة الكواكب الخارجية المفيدة لا تزال محدودة.
لنفترض أن هناك حضارة خارج كوكب الأرض تبعد 10 سنوات ضوئية عن الأرض ولديها نفس تكنولوجيا المراقبة التي لدينا اليوم. إنهم يوجهون تلسكوبهم الفضائي نحو النظام الشمسي... ربما باستثناء كوكب المشتري، فلن يكتشفوا الأرض ولا أورانوس. يقتصرنا حاليًا على النجوم التي تدور بالقرب من الأقزام الحمراء، والتي قد لا تكون قادرة على توفير المواد اللازمة لتكوين حياة ذكية، وهذا بسبب الطاقة اللازمة لإحداث اندماج نووي في النجم نفسه حتى يتمكن الكوكب من تكوين طبقة الأوزون لنفسها للحماية من إشعاعات النجم الأم (حسب مخطط هيرتزسبرونج-راسل).
المشكلة هي أن وسائلنا لمراقبة الكواكب الخارجية المفيدة لا تزال محدودة.
لنفترض أن هناك حضارة خارج كوكب الأرض تبعد 10 سنوات ضوئية عن الأرض ولديها نفس تكنولوجيا المراقبة التي لدينا اليوم. إنهم يوجهون تلسكوبهم الفضائي نحو النظام الشمسي... ربما باستثناء كوكب المشتري، فلن يكتشفوا الأرض ولا أورانوس. يقتصرنا حاليًا على النجوم التي تدور بالقرب من الأقزام الحمراء، والتي قد لا تكون قادرة على توفير المواد اللازمة لتكوين حياة ذكية، وهذا بسبب الطاقة اللازمة لإحداث اندماج نووي في النجم نفسه حتى يتمكن الكوكب من تكوين طبقة الأوزون لنفسها للحماية من إشعاعات النجم الأم (حسب مخطط هيرتزسبرونج-راسل).
لكن الميثان يمكن أيضًا أن يتشكل بدون وجود حياة، على سبيل المثال، على المريخ.
هل لا يحتوي الأكسجين على طيف امتصاص في نطاق الأشعة تحت الحمراء؟
شيء مفقود هنا. ممكن أحد من الميدان يوضح؟؟