더 크고 더 큰 기기가 만들어 짐에 따라 망원경 기술이 빠르게 발전하고 있습니다. 거기에 생명이 있다면 그것을 인식 할 수 있습니까? 하버드 스미소니언 천체 물리학 센터와 NASA의 연구원들은 지구 대기의 역사에서이 도구를 통해 볼 수있는 에포크 목록을 개발했습니다. 가장 초기부터 생명이 현재의 산소 / 질소가 풍부한 대기로 나타났습니다.
천문학 자들이 먼 별을 공전하는 지구 크기의 행성을 발견하는 것은 시간 문제 일뿐입니다. 그들이 할 때, 사람들이 물어볼 첫 번째 질문은 : 습관성입니까? 더 중요한 것은 이미 생명체가 있는가? 답에 대한 단서를 찾기 위해 과학자들은 그들의 고향 행성 지구를 찾고 있습니다.
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA)의 천문학 자 Lisa Kaltenegger와 NASA의 Jet Propulsion Laboratory 및 CfA의 Wesley Traub는 지구의 대기 역사를 사용하여 다른 행성을 이해하도록 제안합니다.
칼 테네 거는“좋은 행성은 찾기가 어렵다”고 말했다. "우리의 연구는 천문학 자들이 지구와 같은 세계를 조사 할 때 찾아 볼 수있는 이정표를 제공합니다."
지질 학적 기록에 따르면 지구 대기권은 지난 45 억 년 동안 지구의 생명체가 발달하면서 부분적으로 급격히 변했습니다. Kaltenegger와 Traub는 역사상 지구의 대기를 구성하는 가스를 매핑함으로써 다른 세계에서 비슷한 대기 조성을 찾아서 행성이 지구에 생명체가 있는지 여부와 생명체의 진화 단계를 결정할 수 있다고 제안합니다. 그들의 연구 내용은 http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609398에서 온라인으로 볼 수 있습니다.
현재까지 모든 외계 행성은 행성의 중력이 그것을 잡아 당기면서 호스트 별이 흔들리는 방식을 모니터링함으로써 간접적으로 연구되었습니다. 4 개의 외계 행성 만이 직접 감지되었으며, 목성 크기의 거대한 세계입니다. NASA의 Spitzer Space Telescope를 사용하여 다른 CfA 과학자 David Charbonneau가이 세계 중 하나의 대기를 감지했습니다. NASA의 지상 행성 탐지기 (TPF) 및 ESA의 다윈과 같은 차세대 우주 기반 임무는 인근 지구 크기의 세계를 직접 연구 할 수 있습니다.
천문학 자들은 특히 대기권에 대해 배우기 위해 먼 지구 행성의 가시광 선과 적외선 스펙트럼을 관찰하려고합니다. 특정 가스는 지문이나 DNA 마커와 같이 행성의 스펙트럼에 서명을 남깁니다. 지문을 찾아서 연구원들은 대기의 구성에 대해 배우고 구름의 존재를 추론 할 수 있습니다.
오늘날 지구의 대기는 약 3/4의 질소와 1/4의 산소로 구성되어 있으며 이산화탄소 및 메탄과 같은 다른 가스의 비율은 적습니다. 그러나 40 억 년 전에는 산소가 없었습니다. 지구의 대기는 각각 특정한 가스 혼합이 특징 인 6 개의 시대를 통해 진화했습니다. Traub와 CfA 동료 인 Ken Jucks가 개발 한 컴퓨터 코드를 사용하여 Kaltenegger와 Traub는 지구의 6 가지 시대를 모델링하여 먼 관측자가 어떤 스펙트럼 지문을 볼 수 있는지 결정했습니다.
Traub는“지구의 과거를 연구함으로써 다른 세계의 현재 상태에 대해 배울 수 있습니다. "우리 모델 중 하나와 유사한 스펙트럼을 가진 외계 행성이 발견되면, 우리는 그 행성의 지질 학적 상태, 거주 성 및 생명이 진화 한 정도를 특성화 할 수 있습니다."
이 기간들 또는“에포크”를 더 잘 이해하고 그것들을 원근법으로 이해하기 위해, 지구의 45 억 년 역사를 1 년으로 축소하여 지구가 형성된 날짜 인 1 월 1 일부터 시작합니다.
EPOCH 0 – 2 월 12 일
Epoch 0 (39 억년 전)에서, 젊은 지구는 주로 질소, 이산화탄소 및 황화수소로 구성된 난류의 증기 분위기를 가지고있었습니다. 낮이 짧았고 태양이 어두워 져서 주황색 벽돌색 하늘을 통해 붉은 구로 빛났다. 우리 행성 전체를 덮고있는 한 대양은 들어오는 유성과 혜성으로부터의 충격을 흡수 한 진흙 갈색이었습니다. 유아 태양이 오늘날보다 세 번째로 덜 밝았으므로 이산화탄소는 우리의 세상을 따뜻하게 해주었습니다. 이시기부터 살아남은 화석은 없지만 그린란드 암석에는 동위 원소 생명의 흔적이 남아있을 수 있습니다.
EPOCH 1 – 3 월 17 일
약 35 억 년 전 (에포크 1) 행성 지구에는 광대 한 지구의 바다에서 튀어 나온 화산섬 사슬이있었습니다. 지구상의 첫 생명은 혐기성 박테리아 – 산소없이 살 수있는 박테리아였습니다. 이 박테리아는 다량의 메탄을 지구 대기로 펌핑하여 감지 가능한 방식으로 변화 시켰습니다. 다른 행성에 비슷한 박테리아가 존재하는 경우, TPF 및 Darwin과 같은 미래의 임무는 대기 중 지문을 감지 할 수 있습니다.
EPOCH 2 – 6 월 5 일
약 24 억 년 전 (에포크 2) 대기는 최대 메탄 농도에 도달했습니다. 지배적 인 가스는 질소, 이산화탄소 및 메탄이었다. 대륙 대륙이 형성되기 시작했습니다. 청록색 조류가 대기 중으로 많은 양의 산소를 펌핑하기 시작했습니다. 큰 변화가 일어나려고했다.
“E.T.의 첫 징후를 말하게되어 유감입니다. 아마도 라디오 나 TV 방송이 아닐 것입니다. 대신 해조류에서 나오는 산소 일 수있다”고 Kaltenegger는 말했다.
EPOCH 3 – 7 월 16 일
20 억년 전에 (Epoch 3),이 최초의 광합성 유기체는 대기의 균형을 영구적으로 변화 시켰습니다. 산소는 메탄과 이산화탄소의 많은 부분을 제거하는 반응성이 높은 기체 인 산소를 생성하는 동시에 혐기성 메탄 생성 박테리아를 질식 시켰습니다. 그렇게함으로써 지구의 대기는 최초의 자유 산소를 얻었습니다. 풍경은 이제 평평하고 축축했습니다. 멀리 떨어진 화산에서 담배를 피우면 초록색의 갈색 쓰레기가 눈에 띄게 물에 담겨 있습니다. 산소 혁명이 완전히 진행되었습니다.
“산소의 도입은 당시 지구의 지배적 인 삶에 치명적이었습니다. Traub는 말했다. "그러나 동시에 그것은 인간의 삶을 포함한 다세포 생활을 가능하게했다."
EPOCH 4 – 10 월 13 일
8 억년 전에 지구는 계속해서 산소 수준의 증가와 함께 Epoch 4에 진입했습니다. 이시기는 현재“캄브리아기 폭발”과 일치합니다. 550 ~ 5 억 년 전에 시작된 캄브리아기 시대는 지구의 생명 역사에서 중요한 마커 포스트입니다. 대부분의 주요 동물 그룹이 화석 기록에 처음 등장하는시기입니다. 지구는 이제 늪, 바다 및 몇몇 활화산으로 덮여있었습니다. 대양은 생명과 협력하고있었습니다.
EPOCH 5 – 11 월 8 일
마지막으로, 3 억 년 전에 Epoch 5에서는 생명이 바다에서 육지로 옮겨졌습니다. 지구 대기는 주로 질소와 산소의 현재 성분에 도달했습니다. 이것은 공룡을 포함한 중생대의 시작이었습니다. 일요일 오후에 풍경은 쥬라기 공원처럼 보였다.
EPOCH 6 – 12 월 31 일 (11:59:59)
흥미로운 흥미로운 질문은 : 오늘날 인간이 차지하고있는 시대 인 Epoch 6은 어떻게 생겼을까 요? 우리는 먼 세상에서 외계 기술의 징조 징후를 감지 할 수 있습니까?
프레온과 같은 가스뿐만 아니라 이산화탄소를 입력함으로써 인간의 활동이 지구 대기권을 변화 시켰다는 일반적인 합의가 이루어지면서 다른 세계의 부산물 스펙트럼 지문을 확인할 수 있을까요? 지구 궤도를 도는 위성과 풍선 실험을 통해 집에서 이러한 변화를 측정 할 수 있지만, 먼 세상에서 비슷한 영향을 감지하는 것은 지구 행성 찾기 및 다윈과 같은 다가오는 프로그램의 기능을 넘어서는 것입니다. 미래의 우주 기반 적외선 망원경의 거대한 소대가 그러한 측정을 수행하는 데 필요합니다.
Kaltenegger는“이 도전이 들리면서 끔찍한 일이지만, 앞으로 수십 년 동안 우리의 작은 파란 세계가 우주에서 혼자인지 아닌지, 또는 우리를 만나기를 기다리는 이웃이 있는지 알 것입니다.”
이 연구는 NASA가 자금을 지원했습니다.
미국 케임브리지에 본사를 둔 Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA)는 Smithsonian Astrophysical Observatory와 Harvard College Observatory의 공동 협력입니다. 6 개의 연구 부서로 구성된 CfA 과학자들은 우주의 기원, 진화 및 궁극적 운명을 연구합니다.
원본 출처 : CfA 뉴스 릴리스
