ฮับเบิลไม่ได้มองโลกโดยตรง นักดาราศาสตร์ใช้ดวงจันทร์เป็นกระจกสะท้อนแสงอาทิตย์ ซึ่งผ่านชั้นบรรยากาศของโลกแล้วสะท้อนกลับมายังฮับเบิล การใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศสำหรับการสังเกตการณ์สุริยุปราคาจะสร้างเงื่อนไขภายใต้กล้องโทรทรรศน์ในอนาคตที่จะวัดบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบที่เคลื่อนผ่าน บรรยากาศเหล่านี้อาจมีสารเคมีที่น่าสนใจเกี่ยวกับโหราศาสตร์ การศึกษา และการค้นหาชีวิต

แม้ว่าการสังเกตการณ์บนพื้นดินในลักษณะนี้หลายครั้งจะทำมาก่อน แต่นี่เป็นครั้งแรกที่จันทรุปราคาเต็มดวงถูกจับที่ความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตและจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ฮับเบิลตรวจพบลายนิ้วมือสเปกตรัมที่แข็งแกร่งของโอโซน ซึ่งดูดซับแสงแดดบางส่วน โอโซนมีความสำคัญต่อชีวิตเพราะเป็นแหล่งของเกราะป้องกันในชั้นบรรยากาศของโลก

บนโลก การสังเคราะห์แสงเป็นเวลาหลายพันล้านปีมีส่วนทำให้ระดับออกซิเจนสูงของโลกและชั้นโอโซนหนา นั่นเป็นเหตุผลหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่าโอโซนหรือออกซิเจนอาจเป็นสัญญาณของสิ่งมีชีวิตบนดาวดวงอื่น และเรียกพวกมันว่าสิ่งมีชีวิต

Allison Youngblood แห่งห้องปฏิบัติการฟิสิกส์บรรยากาศและอวกาศในเมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโด หัวหน้าทีมวิจัยการสังเกตการณ์ของฮับเบิล กล่าวว่า "การค้นพบโอโซนมีความสำคัญเนื่องจากเป็นผลพลอยได้จากโฟโตเคมีคอลของโมเลกุลออกซิเจน ซึ่งเป็นผลพลอยได้ของชีวิต"

แม้ว่าโอโซนในชั้นบรรยากาศของโลกจะถูกตรวจพบในการสังเกตการณ์บนพื้นดินก่อนหน้านี้ในช่วงจันทรุปราคา การศึกษาของฮับเบิลแสดงให้เห็นการตรวจจับที่แข็งแกร่งที่สุดของโมเลกุลจนถึงปัจจุบัน เนื่องจากโอโซนซึ่งวัดจากอวกาศโดยไม่มีการรบกวนจากสารเคมีอื่นๆ ในชั้นบรรยากาศของโลก จะดูดซับโอโซน แสงอัลตราไวโอเลตอย่างแรง

ฮับเบิลบันทึกโอโซนดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์บางส่วนที่ผ่านขอบชั้นบรรยากาศของโลกในช่วงจันทรุปราคาที่เกิดขึ้นในวันที่ 20 ถึง 21 มกราคม 2019 กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินอีกหลายตัวยังได้สังเกตการณ์ทางสเปกโทรสโกปีในช่วงความยาวคลื่นอื่นระหว่างเกิดสุริยุปราคา สำหรับส่วนผสมในชั้นบรรยากาศของโลก เช่น ออกซิเจนและมีเทน

"เป้าหมายหลักประการหนึ่งของ NASA คือการระบุดาวเคราะห์ที่สามารถช่วยชีวิตได้" Youngblood กล่าว "แต่เราจะรู้ได้อย่างไรว่าดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่หรือไม่มีคนอาศัยอยู่ถ้าเราเห็น พวกเขาจะมีลักษณะอย่างไรกับเทคนิคที่นักดาราศาสตร์ใช้ในการกำหนดลักษณะบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมการพัฒนาแบบจำลองสเปกตรัมของโลกจึงเป็นเรื่องสำคัญ แม่แบบสำหรับจัดหมวดหมู่ชั้นบรรยากาศบนดาวเคราะห์นอกระบบ"

กระดาษของเธอคือพร้อมใช้งานออนไลน์ในดาราศาสตร์วารสาร

ดมกลิ่นบรรยากาศของดาวเคราะห์

สามารถสำรวจชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบบางดวงได้หากโลกมนุษย์ต่างดาวผ่านหน้าดาวฤกษ์แม่ของมัน เหตุการณ์ที่เรียกว่าการผ่านหน้า ในระหว่างการเดินทาง แสงดาวจะกรองผ่านชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบที่มีแสงพื้นหลัง (หากมองในระยะใกล้ เงาของดาวเคราะห์จะดูเหมือนมี "รัศมี" บางๆ เรืองแสงรอบๆ ตัว ซึ่งเกิดจากบรรยากาศที่ส่องสว่าง เช่นเดียวกับโลกเมื่อมองจากอวกาศ)

สารเคมีในชั้นบรรยากาศคงเอกลักษณ์ของพวกมันไว้ได้ด้วยการกรองแสงดาวบางสีออก นักดาราศาสตร์ที่ใช้ฮับเบิลเป็นผู้บุกเบิกเทคนิคนี้ในการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบ สิ่งนี้มีความโดดเด่นเป็นพิเศษเนื่องจากยังไม่มีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบเมื่อฮับเบิลเปิดตัวในปี 1990 และหอดูดาวอวกาศไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการทดลองดังกล่าวในขั้นต้น

จนถึงตอนนี้ นักดาราศาสตร์ได้ใช้ฮับเบิลในการสังเกตชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์และซุปเปอร์เอิร์ธ (ดาวเคราะห์หลายเท่าของมวลโลก) ที่เคลื่อนผ่านดาวของพวกมัน แต่ดาวเคราะห์ภาคพื้นดินที่มีขนาดเท่าโลกนั้นเป็นวัตถุที่เล็กกว่ามาก และชั้นบรรยากาศของพวกมันก็บางลง เหมือนกับผิวของแอปเปิล ดังนั้น การล้อเลียนลายเซ็นเหล่านี้จากดาวเคราะห์นอกระบบขนาดเท่าโลกจะยากกว่ามาก

นั่นเป็นเหตุผลที่นักวิจัยต้องการกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ใหญ่กว่าฮับเบิลมากเพื่อรวบรวมแสงดาวที่อ่อนกำลังผ่านชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ขนาดเล็กเหล่านี้ระหว่างการขนส่ง กล้องโทรทรรศน์เหล่านี้จะต้องสังเกตดาวเคราะห์เป็นเวลานานหลายสิบชั่วโมงเพื่อสร้างสัญญาณที่แรง

เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่กว่าเหล่านี้ นักดาราศาสตร์จึงตัดสินใจทำการทดลองกับดาวเคราะห์ชั้นนอกที่มีคนอาศัยอยู่ใกล้กว่าและรู้จักกันเพียงแห่งเดียว นั่นคือ โลก การจัดตำแหน่งที่สมบูรณ์แบบของโลกของเรากับดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ในช่วงจันทรุปราคาเต็มดวงนั้นเลียนแบบเรขาคณิตของดาวเคราะห์ภาคพื้นดินที่เคลื่อนผ่านดาวฤกษ์ของมัน

แต่การสังเกตการณ์ก็มีความท้าทายเช่นกัน เนื่องจากดวงจันทร์มีความสว่างมาก และพื้นผิวของดวงจันทร์ก็ไม่ใช่ตัวสะท้อนแสงที่สมบูรณ์แบบเพราะว่าดวงจันทร์มีจุดสว่างและมืด ดวงจันทร์ยังอยู่ใกล้โลกมากจนฮับเบิลต้องพยายามจับตาดูพื้นที่ที่เลือกไว้อย่างมั่นคง แม้ว่าดวงจันทร์จะเคลื่อนที่สัมพันธ์กับหอดูดาวอวกาศก็ตาม ดังนั้น ทีมของ Youngblood จึงต้องคำนึงถึงการเคลื่อนตัวของดวงจันทร์ในการวิเคราะห์

ที่ใดมีโอโซน มีชีวิต

การค้นหาโอโซนบนท้องฟ้าของดาวเคราะห์นอกระบบภาคพื้นดินไม่ได้รับประกันว่าชีวิตจะมีอยู่บนพื้นผิว "คุณจะต้องมีลายเซ็นสเปกตรัมอื่นนอกเหนือจากโอโซนเพื่อสรุปว่ามีสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้ และลายเซ็นเหล่านี้ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยแสงอัลตราไวโอเลต" Youngblood กล่าว

บนโลก โอโซนเกิดขึ้นตามธรรมชาติเมื่อออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของโลกสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลตที่มีความเข้มข้นสูง โอโซนก่อตัวเป็นผ้าห่มรอบโลก ปกป้องมันจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง

Giada Arney จาก Goddard Space Flight Center ของ NASA ในเมือง Greenbelt รัฐแมริแลนด์ กล่าวว่า "การสังเคราะห์ด้วยแสงอาจเป็นเมแทบอลิซึมที่มีประสิทธิผลมากที่สุดที่สามารถวิวัฒนาการได้บนดาวเคราะห์ใดๆ ผู้เขียนร่วมของบทความวิทยาศาสตร์ "ส่วนผสมที่จำเป็นเหล่านี้ควรจะมีอยู่ทั่วไปบนดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ได้"

ความแปรปรวนของฤดูกาลในลายเซ็นของโอโซนอาจบ่งบอกถึงการผลิตออกซิเจนตามฤดูกาลได้ เช่นเดียวกับฤดูกาลการเจริญเติบโตของพืชบนโลก

แต่โอโซนสามารถผลิตได้โดยไม่มีสิ่งมีชีวิตเมื่อไนโตรเจนและออกซิเจนสัมผัสกับแสงแดด เพื่อเพิ่มความมั่นใจว่า biosignature ที่ให้มานั้นถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตอย่างแท้จริง นักดาราศาสตร์ต้องค้นหาการผสมผสานของ biosignatures จำเป็นต้องมีแคมเปญความยาวคลื่นหลายช่วง เนื่องจากแต่ละ biosignatures จำนวนมากสามารถตรวจจับได้ง่ายกว่าที่ความยาวคลื่นเฉพาะสำหรับลายเซ็นเหล่านั้น

"นักดาราศาสตร์จะต้องคำนึงถึงขั้นตอนการพัฒนาของดาวเคราะห์ด้วยเมื่อมองดูดาวอายุน้อยที่มีดาวเคราะห์อายุน้อย หากคุณต้องการตรวจจับออกซิเจนหรือโอโซนจากดาวเคราะห์ที่คล้ายกับโลกยุคแรกเมื่อบรรยากาศของเรามีออกซิเจนน้อยลง คุณสมบัติของสเปกตรัมในแสงออปติคัลและอินฟราเรดนั้นไม่แรงพอ” Arney อธิบาย "เราคิดว่าโลกมีความเข้มข้นของโอโซนต่ำก่อนช่วงทางธรณีวิทยาโปรเทอโรโซอิกตอนกลาง (ประมาณ 2.0 พันล้านถึง 0.7 พันล้านปีก่อน) เมื่อการสังเคราะห์ด้วยแสงมีส่วนในการสร้างออกซิเจนและโอโซนในชั้นบรรยากาศจนถึงระดับที่เราเห็นในปัจจุบัน แต่เนื่องจาก ลายเซ็นของแสงอัลตราไวโอเลตของคุณสมบัติโอโซนนั้นแข็งแกร่งมาก คุณคงหวังว่าจะสามารถตรวจจับโอโซนในปริมาณเล็กน้อยได้

NASA มีหอดูดาวที่กำลังจะมาถึงซึ่งเรียกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ซึ่งสามารถทำการวัดในลักษณะเดียวกันในแสงอินฟราเรด ซึ่งมีศักยภาพในการตรวจจับก๊าซมีเทนและออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ ขณะนี้ Webb มีกำหนดเปิดตัวในปี 2564สล็อตออนไลน์ 918kiss