Viimeisen kymmenen vuoden aikana kiinnostus ja tutkimus on lisääntynyt voimakkaasti aurinkojärjestelmän ulkopuolella olevien planeettojen tai eksoplaneettojen suhteen.
Tänä aikana suurin osa neljästä tuhannesta meille tänään tunnetusta eksoplaneetasta löydettiin. Juuri tänä aikana prosessi alkoi vähitellen siirtyä löytövaiheesta oppimisvaiheeseen. Lisäksi seuraavien vuosikymmenien aikana seuraavan sukupolven instrumentit mahdollistavat tutkimuksen, joka tarjoaa tarkkaa tietoa eksoplaneettojen pintarakenteesta ja ilmakehästä.
Täältä herää luonnollisesti kysymys: mitä edistyneemmät sivilisaatiot näkivät tutkiessaan planeettamme? Käyttämällä Maan monikaistaista säteilytietoa, Kalifornian teknillisen instituutin tutkijoiden ryhmä pystyi luomaan kartan, joka antaa kuvan siitä, miltä Maa voi näyttää kaukaisilta tarkkailijoilta aurinkokunnan ulkopuolelta. Pelkän tieteellisen uteliaisuuden tyydyttämisen lisäksi tämä tutkimus voi myös auttaa tähtitieteilijöitä tulevaisuudessa rekonstruoimaan elämälle sopivien "maan kaltaisten planeettojen" pintaominaisuuksia.
Tutkimusryhmä, joka kuvaa ryhmän tuloksia, julkaistaan Astrophysical Journal Letters -nimessä, jonka otsikko on Earth of Exoplanet: A 2D Map for Aliens. Tutkimusryhmään, jota johti Siteng Fan, oli myös useita tutkijoita Kalifornian teknillisen instituutin geologisten ja planeettatieteellisten laitosten (GPS) ja NASA: n suihkumoottorien laboratoriosta.
Tutkiessaan aurinkojärjestelmän ulkopuolella mahdollisesti asuttavia planeettoja, tutkijat ovat nykyään pakko käyttää epäsuoraa menetelmää. Koska useimpia eksoplaneettoja ei ole mahdollista tutkia suoraan, ts. Saada suora kuva saadakseen selville ilmakehän tai pintaominaisuuksien koostumus, tutkijoiden on oltava tyytyväisiä indikaattoreihin, joiden avulla voidaan arvioida, kuinka paljon planeetta on samanlainen kuin Maa.
Kuten Siteng Fan kertoi Universe Today: lle, tämä johtuu monista rajoituksista, joita eksoplaneetteja tutkivien tähtitieteilijöiden on tällä hetkellä sietävä.
Mainosvideo:
”Ensinnäkin nykyinen eksoplaneettatutkimus ei vielä tarjoa selkeää käsitystä ihmisten elämään soveltuvista vähimmäisvaatimuksista, jotka planeetan on täytettävä. On olemassa tiettyjä perusteita, mutta emme ole varmoja, ovatko ne riittäviä vai tarpeellisia. Toiseksi, vaikka nämä kriteerit olisivatkin paikoillaan, nykyisiä havaintomenetelmiä ei voida kutsua riittävän tehokkaiksi varmistamaan mahdollinen soveltuvuus elämään, etenkin kun kyse on eksoplaneetoista kuten Maa, koska niiden havaitseminen on vaikeaa."
Perustuen tosiasiaan, että Maa on ainoa planeetta, joka pystyy tukemaan elämää, tutkijaryhmä on hypoteesi, että maapallon etähavainnot voisivat tarjota tietoa, joka tarvitaan asettavien planeettojen havaitsemiseksi. "Maa on ainoa tiedämme planeetta, jolla on elämä", Fan sanoi. "Tutkimalla sitä, mitä tarkkailijat voivat nähdä kaukaisesta pisteestä maailmankaikkeudessa, annetaan meille ohjeita ja opastusta etsittäessä potentiaalisesti asuttavia eksoplaneetteja."
Yksi maapallon ilmaston tärkeimmistä elementeistä, joka on kriittinen kaikelle sen pinnalla olevalle elämälle, on kolmivaiheinen vesisykli. Puhumme vesihöyryn läsnäolosta ilmakehässä, pilvistä, jotka ovat tiivistyneen veden ja jään kerääntymiä, sekä vesistöistä planeetan pinnalla.
Siksi niitä voidaan pitää potentiaalisina elämänsoveltuvuusmerkeinä tai jopa merkkeinä sen olemassaolosta, jotka voidaan havaita kaukaa. Tästä seuraa, että kyky tunnistaa pintarakenne ja pilvien esiintyminen eksoplaneetoilla on keskeinen vaatimus, joka tutkimuksen on täytettävä niiden mahdollisen asettavuuden selvittämiseksi.
Määrittääkseen, miltä maapallo näyttäisi etäisiltä tarkkailijoilta, tutkijat keräsivät noin 10 000 kuvaa, jotka otti NASA: n Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) -satelliitti. Kuvat on otettu kahden vuoden ajalta (2016-2017), keskimäärin 68-110 minuutin välein. He pystyivät kaappaamaan maan ilmakehästä heijastunutta valoa eri aallonpituuksilla.
Phan ja hänen kollegansa yhdistivät sitten kuvat 10-pisteisen heijastusspektrin muodostamiseksi, joka integroitiin sitten maan levyyn. Tuloksena oleva kuva on sopusoinnussa sen kanssa, miltä maa voi näyttää tarkkailijalle monien valovuosien päässä, jos hän tutkisi maata kahden vuoden ajan.
Tutkittuaan saatuja käyriä ja vertaamalla niitä alkuperäisiin kuviin, tutkijat selvittivät, mitkä näiden käyrien parametrit vastaavat maan pintaa ja pilvipeitettä. Sitten he valitsivat ne indikaattorit, jotka liittyvät läheisimmin maahan, ja mukauttivat ne vastaamaan Maan 24 tunnin liikevaihtoa. Tuloksena oli kuvassa esitetty ääriviivakartta, joka suurin piirtein vastaa maan näkymää useiden valovuosien etäisyydeltä.
Mustat viivat edustavat pintaominaisuuksia ja vastaavat karkeasti suurten mantereiden rannikkoa. Vihreät vyöhykkeet kuvaavat karkeasti Afrikan (keskellä), Aasian (ylhäällä oikealla), Amerikan (vasen) ja Antarktis (pohja) sijainteja. Niiden välillä on maailman valtameret, joissa matalammat alueet on merkitty punaisella ja syvemmät alueet sinisellä.
Tällainen visualisointi, jota sovelletaan etäisten planeettojen valokäyrään, voi antaa tähtitieteilijöiden arvioida, onko eksoplaneetalla valtameriä, pilviä ja jääkuoria, ts. Selvittää kaikki tarvittava tunnistaakseen sen potentiaalisesti asumiskelpoiseksi.
Siteng Phan totesi:”Tämän työn valokäyrien analyysi on tärkeä eksoplaneetan geologisten ominaisuuksien ja ilmastojärjestelmien määrittämisessä. Havaitsimme, että maapallon valokäyrän muutokset johtuvat pääasiassa pilvistä ja maa-valtameren rajasta. Nämä molemmat tekijät ovat kriittisiä maapallon elämämahdollisuuksille. Siten maapallon kaltaiset eksoplaneetit, joilla on tällaisia piirteitä, ovat todennäköisimmin asuttavia."
Lähitulevaisuudessa seuraavan sukupolven instrumentit, kuten James Webb Space Telescope (JWST), mahdollistavat eksoplaneettojen yksityiskohtaisimmat tutkimukset. Lisäksi seuraavien vuosikymmenien aikana käyttöön otettavien maapallon välineiden, kuten erittäin suuren teleskoopin (ELT), kolmenkymmenen metrin teleskoopin (TMT) ja jättiläisen magelaanisen teleskoopin (GMT), odotetaan mahdollistavan suoran etsinnän. pieniä kivisiä planeettoja, jotka kiertävät tähtiään.
Tutkimuksen avulla, joka auttaa määrittämään pintarakennetta ja ilmakehän olosuhteita, tähtitieteilijät voivat vihdoin sanoa varmasti, mitkä eksoplaneetit ovat asumiskelpoisia ja mitkä eivät. Toisin sanoen, jolla on vähän onnea, Earth-2: n tai siksi jopa useiden Maapallon löytäminen ei välttämättä ole kaukana.
Igor Abramov