Ein exakter Algorithmus wurde entwickelt, um nach lebenden Organismen zu suchen, die Bäumen auf fernen Planeten ähneln. Wenn diese Organismen nur wie Bäume aussehen und wie Wälder wachsen.
Wenn sich vielzellige Pflanzen auf einem anderen Planeten entwickeln, sehen sie möglicherweise völlig anders aus als bei uns und haben möglicherweise andere Absorptions- und Reflexionsspektren, die besser zu den Eigenschaften ihres Sterns passen. Dementsprechend wird die dominierende Farbe der Vegetation nicht unbedingt grün sein
Einer der Autoren der Arbeit, Christopher Doughty, erklärt, dass „die Methode es erlaubt, Planeten mit hochentwickeltem Leben zu identifizieren“, sie entfernt von denen zu unterscheiden, auf denen es kein Leben gibt oder es nur in einem existiert primitive Form. Mit anderen Worten, durch die Beobachtung entfernter Exoplaneten können wir unter ihnen diejenigen identifizieren, auf denen so etwas wie unsere Wälder wachsen, basierend auf den Eigenschaften des Lichts, das sie reflektieren. Auch wenn der ganze Planet nur einen einzigen Punkt durch ein Teleskop sieht.
Heute wurden viele Mittel vorgeschlagen, um Leben auf fernen Planeten aufzuspüren, viel eleganter als der Versuch, das Funksignal der "kleinen grünen Männchen" aufzufangen. Einige basieren auf der Zusammensetzung der Atmosphäre - vor allem auf dem Vorhandensein von Sauerstoff (denken Sie daran, dass Sauerstoff auf der Erde fast vollständig biogenen Ursprungs ist). Andere finden Banden im Spektrum des reflektierten Lichts des Planeten, die Linien der maximalen Absorption von photosynthetischen Rezeptoren in außerirdischen Pflanzen entsprechen könnten.
Andererseits ist in der Klimaforschung - zum Beispiel der Erde - einer der Hauptparameter die Helligkeit des Planeten, die das Verhältnis von absorbierter und reflektierter Sonnenenergie bestimmt. Um ihn möglichst genau einschätzen zu können, berücksichtigen Wissenschaftler den Einfluss von Schatten und dunklen Bereichen auf der Planetenoberfläche, die durch verschiedene Landschaftsmerkmale entstehen. Zur mathematischen Beschreibung werden die sog. N. eine Zweistrahl-Reflexionsfunktion (BRDF), die insbesondere den Unterschied des von einem Objekt reflektierten Lichts in Abhängigkeit von Einfalls- und Reflexionswinkel des Strahls bestimmt. „Stellen Sie sich vor, Sie wären an einem sonnigen Tag spazieren gegangen“, erklärt Christopher Doty, „die Sonne steht genau im Zenit, und wenn Sie sich von oben fotografieren, sehen wir praktisch keinen Schatten, sondern das ganze Bild hell sein. Wenn Sie am späten Nachmittag ausgehen, nimmt der Schatten bereits einen auffälligen Bereich ein und das von oben aufgenommene Foto wird bereits dunkler.”
Das gleiche passiert mit dem Schatten des Baumes. Daher haben Wissenschaftler vorgeschlagen, dass, wenn es irgendwo auf einem fernen Planeten mehrzellige photosynthetische Organismen gibt, sie sich sicherlich ähnlich wie unsere Pflanzen entwickeln werden. Am Ende müssen sie alle kämpfen, um die maximale Energie aus dem Stern zu bekommen, und Bäume werden erscheinen und ihre üppigen Kronen höher heben. Und die Bäume werden einen Schatten erzeugen, dessen Parameter sich gemäß den Vorhersagen von BRDF ändern werden.
Unter der Leitung von Adam Wolf simulierte Christopher Doty die Parameter des in verschiedenen Winkeln reflektierten Lichts für einen hypothetischen Planeten ohne Vegetation oder mit Vegetation unterschiedlicher Pracht. Sie zeigten, dass es für einen "bewaldeten" Planeten immer einen bestimmten Blickwinkel gibt, aus dem die Schatten minimal sind und der Planet so hell wie möglich aussieht. Wie Sie sich vorstellen können, liegt dieser Winkel nahe am Einfallswinkel der Strahlen des Sterns, sodass die sichtbare Menge an Schatten minimal ist.
Die Methode funktioniert laut den Autoren auch dann hervorragend, wenn wir den gesamten Planeten nur als ein einziges Pixel auf einer lichtempfindlichen Matrix sehen können. In einer Reihe von Situationen ermöglicht eine Änderung der Helligkeit eines Planeten, während er seinen Stern umkreist, einen eindeutigen Rückschluss auf das Vorhandensein von „Wäldern“auf ihm.
Wir hoffen, dass die Methode bald getestet werden kann, wenn wir genügend Planeten zur Verfügung haben, die potenziell für die Entwicklung von Leben geeignet sind, und die Suche unter diesen Kandidaten fortgesetzt wird. Wird es bald passieren? Überzeugen Sie sich selbst: „Einsatz auf die Bevölkerung“.
