Astronomer bruger Jordens naturhistorie som guide til at spotte vegetation på nye verdener

Ved at se på Jordens fulde naturhistorie og evolution, astronomer kan have fundet en skabelon til vegetationsfingeraftryk - lånt fra epoker med skiftende flora - for at bestemme alderen på beboelige exoplaneter.

"Vores modeller viser, at Jordens vegetationsreflektans signatur øges med dækningen af ​​vores planets overflade, men også med vores planets alder, " sagde medforfatter Jack O'Malley-James, forskningsassistent i astronomi ved Cornell Universitys Carl Sagan Institute. Forskningen, "The Vegetation Red Edge Biosignature Through Time on Earth and Exoplanets, " offentliggjort online i Astrobiologi .

Den geologiske registrering af de sidste 500 millioner år viser, at Jordens overflade har ændret sig dramatisk, fra at være isdækket til at have enorme skove spredt ud over land. I det meste af vores hjemplanets tidlige historie, landplanter fandtes ikke, men planter blev til sidst udbredt på Jordens overflade. De første planter, mosser, viser kun en svag vegetationssignatur, som er svær for astronomer at finde på afstand, sammenlignet med moderne træer.

"Vi bruger Jordens historie som en nøgle til at finde liv i universet, " sagde medforfatter Lisa Kaltenegger, lektor i astronomi ved Cornell University og direktør for Carl Sagan Institute. "Vores arbejde viser, at efterhånden som planter udviklede sig på Jorden, vegetationssignalet, der afslører deres tilstedeværelse, blev stærkere, gør ældre exoplaneter virkelig interessante steder at lede efter vegetation."

Exoplaneter kan være udtørrede, tørt med klar himmel og endeløse kaktusskove, eller varme jungleverdener dækket af tropiske skove. "Over interstellare afstande, disse steder kan være de bedste mål at spotte vegetation, " sagde Kaltenegger.

Da NASAs Galileo-mission forlod Jorden til Jupiter i 1989, den afdøde Cornell-astronom Carl Sagan bad rumfartøjets instrumenter se på Jorden for at se, hvordan lys reflekteres fra en beboet, livsrig planet. Observationer i december 1990 afslørede et markant løft i reflektansen mellem det røde og infrarøde spektrum, lige ud over grænserne for menneskesyn, på grund af vegetation.

"Det signal, Galileo detekterede for Jorden, svarede til, hvordan observationer af en exoplanet i et andet stjernesystem kunne se ud, men, selvfølgelig, Galileo var meget tættere på os, " sagde O'Malley-James.

"At observere en exoplanet er mere udfordrende, men teleskopteknologien bliver bedre til at se små signaler, " sagde O'Malley-James. "Og at inddrage Jordens skiftende landskaber i vores modeller vil gøre det lettere at opdage vegetation i fremtiden på andre verdener."

Kaltenegger sagde:"Når vi ser på, hvordan livet ændrede Jordens biosignaturer over tid, hjælper det os med at finde ud af, hvilke planeter der med størst sandsynlighed viser de stærkeste tegn på liv, i sidste ende giver os de bedste chancer for at finde frem til livet, hvis den er der."