Chúng tôi đã tìm thấy hơn 250 hành tinh ngoài hệ mặt trời, và nhiều hơn nữa đang tiếp tục được phát hiện khá thường xuyên. Với tất cả các hành tinh mới này xuất hiện, câu hỏi rõ ràng phải được đặt ra: làm thế nào để chúng ta phát hiện ra liệu chúng có chứa sự sống hay không? Mặc dù chúng ta chưa thể nhìn thấy các tính năng trên bề mặt với cả những kính viễn vọng mạnh nhất - và có lẽ sẽ không thể làm như vậy trong một thời gian rất dài - một phân tích về ánh sáng đến từ hành tinh này có thể tiết lộ nếu nó được bao phủ với sự sống ở dạng thực vật.
Tiến sĩ Luc Arnold của Đài quan sát CNRS ở Pháp cho thấy rằng một phân tích quang phổ của ánh sáng phản chiếu từ một hành tinh có thể xác định liệu nó có được bao phủ bởi thảm thực vật hay không.
Bề mặt phủ thực vật Trái đất hấp thụ các tần số ánh sáng nhất định và phản xạ các tần số khác. Thảm thực vật của chúng ta có phổ rất đặc biệt vì nó hấp thụ rất nhiều ánh sáng khả kiến khoảng 700 nanomet, hoặc màu chúng ta thấy là màu đỏ. Đây được gọi là Cạnh thực vật đỏ (VRE).
Bằng cách nhìn vào ánh sáng mặt trời được phản chiếu từ Trái đất - Trái đất có thể xác định được thành phần của bề mặt và bầu khí quyển Trái đất. Ánh sáng Trái đất có thể được phân tích khi nó bị phản xạ khỏi Mặt trăng hoặc từ tàu vũ trụ đủ xa Trái đất để xem nó như một chiếc đĩa nhỏ.
Biết được thành phần của ánh sáng Mặt trời và điều chỉnh các nguyên tố và khoáng chất trong khí quyển và trên bề mặt, vẫn còn khoảng 0-10% các photon ở gần đầu đỏ của quang phổ nhìn thấy bị thiếu. Yếu tố cần thiết để giải thích sự hấp thụ photon này là sự hiện diện của thực vật, chúng sử dụng ánh sáng để quang hợp
Phương pháp tương tự này có khả năng có thể được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của thảm thực vật trên các hành tinh ngoài hệ mặt trời, đề xuất Tiến sĩ Arnold trong một bài báo có tiêu đề, Quan sát động đất và thảm thực vật để phát hiện sự sống trên các hành tinh khác xuất bản trong ấn bản ngày 30 tháng 10 năm 2007 của tạp chí Space Science Review.
Điểm quan trọng là nếu trong quang phổ của một hành tinh giống Trái đất, chúng ta tìm thấy một chữ ký quang phổ - có lẽ khác với VRE - không thể giải thích là một chữ ký khoáng sản, cũng không phải là một chữ ký khí quyển, thì đó là đề xuất rằng tính năng là một chữ ký có thể của cuộc sống trở nên có liên quan. Đặc biệt là nếu sự thay đổi cường độ của tín hiệu có tương quan với chu kỳ quay của hành tinh, cho thấy đặc điểm quang phổ là trên bề mặt hành tinh, tiến sĩ Arnold nói.
VRE trên Trái đất được tính bằng cách loại bỏ các yếu tố tiếng ồn của thành phố, chẳng hạn như thành phần của khí quyển, có nhiều mây hay không và liệu phần Trái đất phản chiếu ánh sáng có bị bao phủ bởi sa mạc, đại dương hay rừng hay không. Tất cả những điều này hấp thụ ánh sáng trong các phần khác nhau của quang phổ. Những chi tiết tương tự này phải được sắp xếp cho các hành tinh khác để đảm bảo rằng sự vắng mặt của các photon trong một phần nhất định của quang phổ thực sự là do thực vật hấp thụ ánh sáng.
Để có thể loại trừ các yếu tố khác trong quang phổ của hành tinh, độ phân giải phải tốt hơn hiện tại. ESA từ Darwin và NASA Tìm kiếm hành tinh trên mặt đất, cả hai nhiệm vụ được thiết kế để đặc biệt tìm kiếm các hành tinh trên mặt đất mới và nghiên cứu tốt hơn đã được phát hiện, dự kiến sẽ ra mắt trong 10 năm tới. Họ sẽ không thể phân giải phổ của các hành tinh ngoài hệ mặt trời đủ tốt để sử dụng phương pháp này để tìm thảm thực vật, nhưng thế hệ kính viễn vọng tìm kiếm hành tinh thứ hai có thể sẽ có khả năng này.
Câu hỏi vẫn còn là liệu thực vật ở các thế giới xa xôi sẽ sử dụng chất diệp lục làm phương tiện quang hợp của chúng. Ánh sáng họ hấp thụ sẽ có màu đỏ, hoặc màu khác? Ánh sáng mà chúng phản chiếu có màu xanh lá cây hay thứ gì đó hoàn toàn kỳ quái, như màu đỏ tươi hay màu xanh sáng? Nếu họ sử dụng chất diệp lục, quang phổ của họ sẽ tương tự như hành tinh của chúng ta. Nếu không, chữ ký quang phổ của chúng có thể khác so với thảm thực vật Trái đất.
Tiến sĩ Arnold nói rằng một VRE khác có thể vẫn còn khá thú vị: Từ đó chúng ta sẽ nói gì với chúng ta về một VRE kỳ lạ và khác biệt như vậy? Nó sẽ tiết lộ các photon bị thiếu, tức là các photon tạo thành ngôi sao được hấp thụ và ’sử dụng (năng lượng của chúng) trong một quá trình hóa học không xác định hoặc không xác định, đó là tất cả những gì chúng ta sẽ học. Một lần nữa, thông tin khác về thành phần khí quyển (hơi nước, oxy, ozon, v.v.) và nhiệt độ sẽ giúp đưa ra các đề xuất mạch lạc. Ít nhất nó sẽ nuôi một cuộc tranh luận rất thú vị!
Nguồn: Tạp chí Khoa học Vũ trụ
