Neue Technik könnte Planeten mit Außerirdischen Bäumen erkennen.

Bei der Suche nach Leben auf anderen Planeten Wissenschaftler sind auf der Suche über die einzelnen-celled Organismen und entwickeln Techniken, die ihnen vielzelligen Lebens erkennen helfen würde. In einer aktuellen Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Astrobiologie schlagen die Forscher eine bestimmte mathematische Technik um baumartige vielzelligen Strukturen auf extrasolaren Planeten zu erkennen.

"Diese Technik ermöglicht es uns, Planeten zu identifizieren, die möglicherweise komplexe Leben und unterscheiden sie von Planeten mit einfachen Leben", sagte der leitende Autor Christopher Doughty, junior Research Fellow im Tropenwald Science an der Environmental Change Institute an der University of Oxford in England. [Die felsigen Planeten Gliese 581d ist wirklich bewohnbar?]

In anderen Worten, prognostizieren die Autoren, dass auch wenn Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu beobachten, Wissenschaftler in der Lage wäre, einen Planeten mit Wäldern durch die Eigenschaften des Lichts, das es widerspiegelt, zu identifizieren, auch wenn es nur ein Punkt in der Linse Viewing aussieht.

Schatten entfernen

Wissenschaftler kommen mit verschiedenen Methoden, um Leben auf extrasolaren Planeten erkennen.

Einige arbeiten um die Zusammensetzung der Gase in der Atmosphäre zu erkennen – die Anwesenheit von Sauerstoff, der auf der Erde vor allem ein Nebenprodukt des Lebens ist, wäre eine solche Biosignature. Andere konzentrieren sich auf eine Reflexion Signatur wie die "rote Kante," Was ist der Unterschied zwischen das Licht, das für die Photosynthese absorbiert wird und das Licht spiegelt sich wieder in andere Wellenlängen des infraroten Spektrums.

Wenn Klima auf der Erde zu studieren, ist es wichtig zu verstehen, die Helligkeit der Oberfläche. Um die Helligkeit zu bestimmen, müssen Wissenschaftler zunächst die Wirkung der Schatten berücksichtigen, die durch verschiedene Strukturen auf der Oberfläche geworfen werden.

Die mathematische Technik verwendet, um die Wirkung der Schatten zu schätzen ist das sogenannte bidirektionale Reflexionsvermögen-Verteilungsfunktion oder BRDF. Sie ist definiert als die Veränderung der Reflexion eines Objekts aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet. Die Methode wird bereits auf Satelliten umkreisen die Erde verwendet.

"Stellen Sie sich vor an einem sonnigen Tag," erklärte Doughty. "Wenn die Sonne steht direkt über Kopf, Sie nicht, Ihr Schatten sehen. Wenn jemand ein Bild von dir von oben genommen, gäbe es keine Schatten vorhanden, und das Bild wäre hell. Nun ein paar Stunden später rausgehen. Dein Schatten wird anwesend sein. Ein Foto von oben wird nun dunkler, weil Schatten enthalten ist."

Bäume auf der Erde entwickelt ihre Baldachin Form aufgrund der Konkurrenz um Licht und die Notwendigkeit, Wasser und Nährstoffe zu transportieren. Die Autoren der Studie zufolge wenn photosynthetischen Mehrzeller auf extrasolaren Planeten gefunden werden, sie auch gefunden werden, eine baumartige Struktur haben, die Schatten wirft. [Planeten mit zwei Sonnen konnte schwarze Bäume wachsen]

Doughty und sein Co-Autor Adam Wolf von der Princeton University ein BRDF-Modell Simulation von Vegetation und wie es reflektiert das Licht in verschiedenen planetaren Winkeln zur zu schätzen, wie die Helligkeit des Planeten mit und ohne Bäume verändert. Die Autoren behaupten, dass aus dem Weltraum betrachtet, Wälder hellsten erscheinen, wenn der Beobachter im Einklang mit der Sonne. Diese Position wird als "Hot Spot" bezeichnet, weil an dieser Stelle kein Schatten sichtbar sind.

"Auch wenn der gesamte Planet wurden auf ein einzelnes Pixel unter bestimmten Situationen reduziert es gäbe ein Unterschied in der Helligkeit des Planeten wie es um seinen Stern, die es nicht wäre kreist, gäbe es keine Bäume," sagte Doughty.

Es gibt andere Faktoren, die Helligkeit des Planeten, wie das Vorhandensein von Wasser zu beeinflussen. Lichtreflektierende von einem Planeten, der in Wasser oder Eis bedeckt ist machen diesen Planeten viel heller als ein Planet ohne diese Features suchen.

Die Jagd nach Leben

Mit der Entdeckung von immer mehr Planeten außerhalb unseres Sonnensystems wächst es Interesse an Entwicklung Methoden, um Leben auf erdähnlichen Exoplaneten zu erkennen. Um dies zu tun, setzen Wissenschaftler auf planetaren Biosignaturen oder Angaben, die als Beweismittel dienen, denn beide Leben, die möglicherweise in der Vergangenheit bestanden haben und kann jetzt vorhanden.

Neben stimmungsvollen Biogene Gase wie Sauerstoff ein weiterer Biosignature, die Wissenschaftler bereits berücksichtigt ist die Oberfläche Reflexionsvermögen Spektren der Vegetation oder die Menge des Lichtes von Pflanzenmaterial bei unterschiedlichen Wellenlängen reflektiert.

"Gibt es auch in-situ Verfahren zur chemischen Zeichen des Lebens in der Felsoberfläche eines Planeten suchen, aber dies erfordert tatsächlich besucht den Planeten für die direkte Probenahme, wie die Mars Rover tun," sagte Nancy Kiang, ein Wissenschaftler, spezialisiert auf terrestrischen Biometeorologie und Biogeochemie am NASA Goddard Institute for Space Studies in New York City. "Astronomische Techniken mit Teleskopen sehen die Ausstrahlung Spektrum von einem fernen Planeten. Bisher sind die Ziel Biosignaturen für Teleskope Biogene Gase und Oberfläche biologische Pigmente gewesen."

Allerdings unterscheidet sich die Technik in dieser Studie vorgeschlagen.

"Diese Technik [BRDF] einen Planeten dominiert von einzelnen zellulären Leben und das des vielzelligen Lebens baumartige unterscheiden kann," sagte Doughty.

Kiang, sagte, dass die Studie war ein "guter Start mit ein origineller Beitrag zum Konzept der Biosignaturen." Sie darauf hingewiesen, dass mit der BRDF-Funktion erfordern würde zu wissen, ein weiterer Biosignature — das Reflexionsvermögen-Spektrum der ein Pflanzenblattes – zur Auswahl der geeigneten Wellenlänge um die Funktion zu berechnen.

"Dies könnte helfen, komplexe Leben von, sagen wir, grünen Schleim zu unterscheiden", sagte Kiang.

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