Er zijn verschillende manieren om buitenaards leven te zoeken op verre werelden. De ene is luisteren naar radiosignalen die deze buitenaardse wezens kunnen verzenden, zoals SETI en anderen doen, maar een andere is het bestuderen van de atmosfeer van exoplaneten om biosignaturen van het leven te vinden. Maar wat kunnen deze handtekeningen zijn? En wat zouden ze voor onze telescopen lijken?
Idealiter zou het leuk zijn om een exoplaneet te observeren waarvan we weten dat het leven bestaat, en te bestuderen hoe het eruit ziet in vergelijking met andere, levenloze exoplaneten. Het probleem is dat er maar één planeet is waarvan bekend is dat ze leven heeft, en we zijn erop. We kunnen geen lichtjaren ver reizen en dan de aarde observeren alsof het een exoplaneet is. Maar we kunnen het op één na beste doen: het licht observeren dat door de atmosfeer van de aarde gaat tijdens een maansverduistering.
Een maansverduistering vindt plaats wanneer de maan in de schaduw van de aarde gaat. Het krijgt meestal een dieprode gloed vanwege de atmosfeer van de aarde. Tijdens een maansverduistering blokkeert de aarde de zon volledig gezien vanaf de maan, maar wat zonlicht gaat door de atmosfeer van de aarde en wordt gebroken naar de maan. Als je tijdens een maansverduistering op de maan zou staan, zou je de aarde waarschijnlijk een ring van vuur zien. Een rode gloed van door de lucht gefilterd zonlicht.
Dit filterende effect is hoe we de atmosfeer van exoplaneten bestuderen. Wanneer een exoplaneet voor zijn ster voorbijgaat, gaat een deel van het sterrenlicht door de atmosfeer van de planeet. Atomen en moleculen in de atmosfeer absorberen bepaalde golflengten van licht, afhankelijk van hun samenstelling. Door de absorptielijnen van de atmosfeer te bestuderen, kunnen astronomen moleculen zoals water of kooldioxide detecteren.
Tijdens de totale maansverduistering van januari 2019 bestudeerde een team van astronomen de atmosfeer van de aarde alsof het een exoplaneet was. Ze observeerden de aarde niet vanaf de maan, maar keken eerder naar het lichtspectrum dat weerkaatst werd door het maanoppervlak. Door het spectrum van dit gereflecteerde licht te observeren, vond het team sterke handtekeningen van water en zuurstof. Uit spectrale waarnemingen met hoge resolutie vond het team ook sporen van natrium, calcium en kalium.
Deze studie vertelt ons niets nieuws over onze atmosfeer, maar laat wel zien hoe zelfs sporenelementen kunnen worden gevonden in de atmosfeer van een exoplaneet. Dit kan een sleutelrol spelen bij het ontdekken van het leven elders.
Referentie: Strassmeier, K. G., et al. “Spectroscopie en spectropolarimetrie met hoge resolutie van de totale maansverduistering januari 2019.“
