وقتی سیاره‌ای فراخورشیدی کشف می‌شود، به ابزاری نیاز است تا بتوان اثرات مواد شیمایی مناسب برای حیات را در سطح آن شناسایی کرد. شاید بررسی نور بازتاب شده از سطح قمر سیاره بتواند این کار را انجام دهد.

محمود حاج‌زمان

 شاید بسیاری از سیارات فراخورشیدی حاوی آب، جو، دمای مناسب، و سطحی سخت باشند که برای شکوفایی حیات مناسب است؛ فقط کافی است بدانیم کجا باید دنبال آنها بگردیم. زمانی‌که اخترشناسان یک کاندیدای مناسب را شناسایی می‌کنند، لازم است بدانند چطور باید به آن نگاه کرد و چه ابزارها و روش‌هایی می‌توانند اثرات مواد شیمایی مناسب برای حیات را در سطح آن شناسایی کنند. اکنون اخترشناسان روش جدیدی را ارائه کرده‌اند که می‌تواند با تقویت این آثار، راهی برای شناسایی آنها را فراهم کند. اخترشناسان رصدخانه جنوبی اروپا با استفاده از این روش و فرض اینکه زمین نیز یک سیاره فراخورشیدی است، توانستند حیات را بر روی سیاره کشف کنند.

به گزارش پاپ‌ساینس، حتی با استفاده از ماهواره‌های مدارگرد نمی‌توان به سرعت تشخیص داد که سیاره‌ای میزبان حیات است یا خیر؛ چرا که به استثنای سبزی مربوط به پوشش گیاهی، نمی‌توان حیات را مشاهد کرد. اما نشانه‌های شیمیایی بسیار واضحند. میزان اکسیژن و متان موجود در جو زمین در مقایسه با حالت طبیعی آن بسیار فاصله دارد و این اختلاف بدون وجود نوعی چرخه تولید و مصرف ناشی از متابولیسم‌های زنده توجیه‌پذیر نیست.
طیف‌سنجی می‌تواند وجود این گازها را شناسایی کند، اگرچه نشانه‌های آنها ممکن است بسیار ضعیف باشد. برای این کار نور بازتاب‌شده از یک سیاره به اجزای سازنده تجزیه می‌شود، گویی این نور از میان یک منشور عبور کرده است. سپس بر اساس رنگ‌هایی که عناصر مختلف جذب و تابش می‌کنند، تعیین می‌شود که چه عناصری در سیاره وجود دارند. چنین کاری برای سیارات فراخورشیدی دوردست بسیار دشوار خواهد بود، چرا که درخشش پرنور ستاره مادر نور ضعیف این سیارات را در خود غرق می‌کند. استفانو بگنولو از رصدخانه آرماغ در ایرلند شمالی می‌گوید: «این کار مثل این است که شما تلاش کنید یک دانه غبار را در کنار یک لامپ پرنور مطالعه کنید.»
اما اخترشناسان می‌توانند تفاوت ذاتی را بین نور بازتاب شده سیاره‌ای و نور اصلی ستاره استخراج کنند. نور بازتاب شده قطبیده است، در حالی‌که نور ستاره چنین خصوصیتی ندارد. زمانی‌که نور از جو سیاره عبور می‌کند، به دو طریق و به صورت خطی قطبیده می‌شود: یکی از طریق بازتاب از سطح اقیانوس‌ها و پوشش گیاهان خشکی، و دیگر توسط ذرات موجود در هوا. بنابراین با جستجوی نور قطبیده –که موسوم به قطبش‌سنجی طیفی است- اخترشناسان می‌توانند نور بازتابی سیاره را تشخیص دهند و آن را با جزئیات بیشتری مطالعه کنند.
 

بگنولو، مایکل استرزیک، و انریک پالت از رصدخانه جنوبی اروپا این روش را بر روی نور خورشید که از زمین بر روی ماه بازتاب شده بود امتحان کردند. آنها از یک طیف‌نگار در رصدخانه VLT شیلی استفاده کردند و میزان قطبش خطی طیف زمین‌تاب را اندازه‌گیری کردند. آنها توانستند تعیین کنند که زمین تا اندازه‌ای ابری است، اقیانوس دارد و از پوشش گیاهی برخوردار است. مشاهدات از چنان حساسیتی برخوردار بود که آنها توانستند هم‌زمان با چرخش زمین که نور سیاره را بازتاب می‌کرد، نواحی مرئی پوشش گیاهی با کوچکی 10 درصد و تغییرات پوشش ابر را در زمان‌های مختلف با دقت شناسایی کنند. سپس آنها این اندازه‌گیری‌ها را با داده‌های ماهواره‌های هواشناسی مقایسه کردند تا بتوانند مشاهده ابرها را از طریق ماه اثبات کنند.
به گفته محققان، این روش مبنایی را برای مشاهده سیارات دیگر ایجاد می‌کند. قطبش‌سنجی طیفی می‌تواند نهایتا مشخص کند که آیا حیات فتوسنتزی جایی دیگر در جهان وجود دارد. این روش نمی‌تواند اطلاعات زیادی در خصوص حیات هوشمند فراهم آورد؛ اما باز هم در کشف اینکه آیا حیات در جایی دیگر غیر از زمین وجود دارد، گام رو به جلوی بزرگی به شمار می‌رود. نتایج این تحقیق در شماره این هفته مجله نیچر به تفصیل منتشر خواهد شد.