A földönkívüli élet kutatásának egyik lehetősége
kimutatni földszerű exobolygók felszíni növényzetét. Az erre utaló
jelek legfontosabbika a légkör oxigéntartalma. A
Földön szinte teljes egészében a növények
fotoszintézise állítja elő az oxigént, aminek nagyon jellegzetes
elnyelési sávjai vannak a színképekben. Emellett a növényekben
található
klorofill nem csak a fotoszintézis nélkülözhetetlen eleme, hanem a
látható
fény legnagyobb részét elnyeli, ugyanakkor pedig erősen
visszaverődik a közeli infravörös tartományban. Mindennek eredményeként
az optikai színkép vörös oldalán ugrásszerű változás tapasztalható (ez
az ún. "red edge", azaz a vörös él). Egyelőre még egyetlen egy Földre
hasonlító exobolygót sem ismerünk, ettől függetlenül azonban érdekes
kérdés, hogy a majdani kutatások milyen eséllyel kereshetik az élet
jeleit adott esetben több száz fényévre levő bolygók felszínén.
Fantáziakép egy növényzettel borított exobolygóról (forrás: PlanetQuest).
Giovanna Tinetti (Institut d’Astrophysique de Paris) és
munkatársai új modellszámításokat végeztek, melyekben figyelembe vették
a földi levelek spektrális tulajdonságait, a fotoszintézis reakcióinak
legfrissebb elméleti leírásait, valamint a hipotetikus exobolygó
felszíni körülményeit. Vizsgálataikat az M színképtípusú
vörös törpecsillagok körüli kőzetbolygókra végezték, mivel az ilyen
csillagok a leggyakoribbak a Tejútrendszerben.
Egy
mindössze 3000-3500 K felszíni hőmérsékletű vörös törpecsillag
lakhatósági
zónája (az a csillagkörüli régió,
amelyen belül egy bolygó felszínén
folyékony víz létezhet) olyan közel
van a központi égitesthez, hogy egy ott keringő bolygó nagyon rövid idő
alatt kötött keringésűvé válik, azaz tengely körüli forgási ideje
megegyezik csillaga körüli keringési idejével. Az ilyen égitestek
legfőbb jellemzője, hogy a csillaghoz
közelebbi félgömbjüket folyamatosan éri
a sugárzás, míg a másik félgömb
örök sötétségben marad.
Az optikai színképben jelentkező "vörös él" a 0,7 mikronos
hullámhossznál látszó hirtelen ugrás, amely egyértelműen elárulhatja a
fotoszintetizáló növényzet jelenlétét (L. Arnold és mtsai)
A
kutatócsoport a számítások alapján azt tapasztalta, hogy ha az
exobolygó légkörében jelentkező felhőket kihagyták a modellből, akkor a
mérhető színképben igen jól
megfigyelhető a növényzet
jelenléte. Ha azonban megengedték felhők létezését is, már alig volt
látható a
növényekre utaló torzulás. Ez a jel még gyengébb lehet, ha a bolygónak
a
központi csillag által megvilágított
felszínén a növényzet gyér, ha a
levelek másmilyen szerkezetűek, vagy ha a bolygónak
nem a teljes egészében megvilágított
oldalára látunk rá, hanem részben a sötétben levő oldalra is. Éppen
ezért fontos a még pontosabb modellek és a kiegészítő
technikák kifejlesztése, amelyek jelentősen hozzájárulhatnak a jövő
asztrobiológiai űrmisszióihoz.
Az Európai Űrügynökség jelenleg még csak tervekben létező Darwin űrobszervatóriumának egyik teleszkópja.
Kimondottan asztrobiológiai programot mind a NASA,
mind az ESA tervez, hiszen a földönkívüli élet keresése a hosszú távú
tervek legjelentősebb célkitűzése. Ezért mindkét űrügynökség
a következő évtized során új generációs
űrteleszkópokat tervez indítani, melyek
remélhetőleg képesek lesznek detektálni és
jellemezni a más csillagok körüli lakható
bolygókat. Amennyiben megvalósulnak a tervek, az ESA a Darwin,
a NASA pedig a Terrestrial Planet
Finder néven futó űrobszervatóriumat építi meg, melyek soha nem látott
precizitással erednek a Földhöz hasonlító exobolygók nyomába.
Források:
Tinetti, G. és mtsai, Astrophysical Journal, 2006. június 20.
Arnold, L., és mtsai, Astronomy & Astrophysics, 2002. szeptember
