Za posledných desať rokov došlo k prudkému nárastu záujmu a výskumu na planétach mimo slnečnej sústavy alebo na exoplanetách.
Počas tejto doby sa objavilo najviac zo 4 000 exoplanet, o ktorých vieme, že sme dnes. Počas tohto obdobia sa proces postupne začal presúvať z fázy objavovania do fázy učenia. V nadchádzajúcich desaťročiach navyše nástroje novej generácie umožnia výskum, ktorý poskytne presné informácie o povrchovej štruktúre a atmosfére exoplanet.
Prirodzene tu vyvstáva otázka: Čo by videli vyspelejšie civilizácie, keby študovali našu planétu? Použitím údajov o viacpásmovom žiarení Zeme, vedci z Kalifornského technologického inštitútu dokázali vytvoriť mapu, ktorá poskytuje predstavu o tom, ako by mohla vyzerať Zem vzdialeným pozorovateľom zvonku slnečnej sústavy. Okrem uspokojenia jednoduchej vedeckej zvedavosti môže táto štúdia v budúcnosti pomôcť astronómom aj pri rekonštrukcii povrchových prvkov „planét podobných Zemi“vhodných pre život.
Výskumná práca, ktorá popisuje zistenia skupiny, je uverejnená v Astrofyzikálnom liste s názvom Zem ako exoplanet: 2D mapa pre cudzincov. Výskumný tím vedený Siteng Fanom zahrnoval aj niekoľko vedcov z Katedry geologických a planetárnych vied (GPS) Kalifornského technologického inštitútu a Jet Propulsion Laboratory NASA.
Pri hľadaní potenciálne obývateľných planét mimo slnečnej sústavy sú dnes vedci nútení používať nepriamu metódu. Vzhľadom na to, že väčšina exoplanet nie je možné študovať priamo, to znamená získať priamy obraz, aby sa zistilo zloženie ich atmosféry alebo povrchových prvkov, vedci musia byť spokojní s ukazovateľmi, podľa ktorých je možné posúdiť, aká je planéta podobná Zemi.
Ako povedal Siteng Fan pre vesmír dnes, je to kvôli mnohým obmedzeniam, ktoré musia astronómovia, ktorí skúmajú exoplanety, v súčasnosti vyrovnať.
Propagačné video:
„Po prvé, súčasný výskum exoplanet ešte neposkytuje jasnú predstavu o minimálnych požiadavkách, ktoré musí planéta spĺňať, ktorá je vhodná pre ľudský život. Existujú určité kritériá, ale nie sme si istí, či sú dostatočné alebo potrebné. Po druhé, aj keď sú tieto kritériá zavedené, súčasné metódy pozorovania nemožno označiť natoľko efektívne, aby potvrdili potenciálnu vhodnosť pre život, najmä pokiaľ ide o exoplanety, ako je Zem, kvôli problémom s ich odhalením. ““
Na základe skutočnosti, že Zem je jediná planéta schopná podporovať život, vedci predpokladali, že vzdialené pozorovania Zeme môžu poskytnúť informácie potrebné na odhalenie obývateľných planét. "Zem je jediná planéta, o ktorej vieme, že má život," povedal Fan. „Preskúmanie toho, čo by mohli pozorovatelia pozorovať zo vzdialeného bodu vo vesmíre, nám poskytuje smer a vedenie pri hľadaní potenciálne obývateľných exoplanet.“
Jedným z najdôležitejších prvkov zemskej klímy, ktorá je rozhodujúca pre všetok život na jej povrchu, je trojfázový vodný cyklus. Hovoríme o prítomnosti vodnej pary v atmosfére, oblakoch, ktoré sú hromadením kondenzovanej vody a ľadu, ako aj vodných útvarov na povrchu planéty.
Môžu byť teda vnímané ako potenciálne znaky vhodnosti pre život alebo dokonca znaky jeho existencie, ktoré možno pozorovať z veľkej diaľky. Z toho vyplýva, že schopnosť identifikovať štruktúru povrchu a prítomnosť mrakov na exoplanetách je kľúčovou požiadavkou, ktorú musí výskum splniť, aby sa stanovila ich potenciálna obývateľnosť.
Aby vedci určili, ako bude vyzerať Zem vzdialeným pozorovateľom, zhromaždili vedci približne 10 000 obrázkov nasnímaných satelitom NASC Deep Space Climate Observatory (DSCOVR). Fotografie boli nasnímané počas dvojročného obdobia (2016 - 2017), v priemere každých 68 - 110 minút. Dokázali zachytiť svetlo odrážané od zemskej atmosféry v rôznych vlnových dĺžkach.
Phan a jeho kolegovia potom skombinovali obrázky do podoby 10-bodového odrazového spektra, ktoré bolo potom integrované do zemského disku. Výsledný obraz je v súlade s tým, ako by Zem mohla vyzerať ako pozorovateľ vzdialený veľa svetelných rokov, ak by študoval Zem počas dvojročného obdobia.
Po analýze získaných kriviek a ich porovnaní s pôvodnými obrázkami vedci zistili, ktoré parametre týchto kriviek zodpovedajú zemskému povrchu a oblačnosti. Potom vybrali tie ukazovatele, ktoré najviac súvisia s pôdou, a upravili ich tak, aby zodpovedali 24-hodinovému obratu Zeme. Výsledkom bola obrysová mapa znázornená na obrázku, ktorá zhruba zodpovedá pohľadu na Zem zo vzdialenosti niekoľkých svetelných rokov.
Čierne čiary predstavujú povrchové prvky a zhruba zodpovedajú pobrežiu hlavných kontinentov. Zelené zóny zhruba predstavujú polohy Afriky (stred), Ázie (vpravo hore), Amerík (vľavo) a Antarktídy (dole). Medzi nimi leží svetové oceány, v ktorých sú plytšie oblasti vyznačené červenou a hlbšou modrou farbou.
Takáto vizualizácia aplikovaná na svetelné krivky vzdialených planét môže astronómom umožniť posúdiť, či má exoplaneta oceány, oblaky a ľadové čiapky, to znamená, nájsť všetko, čo je potrebné na to, aby sa dalo rozpoznať ako potenciálne obývateľné.
Siteng Phan na záver uviedol: „Analýza svetelných kriviek v tejto práci je dôležitá pri určovaní geologických vlastností a klimatických systémov na exoplanete. Zistili sme, že zmeny svetelnej krivky Zeme sú spôsobené najmä mrakmi a hranicami krajiny a oceánu. Oba tieto faktory sú rozhodujúce pre možnosť života na Zemi. Preto sú s najväčšou pravdepodobnosťou obývateľné exoplanety ako Zem, ktoré majú také vlastnosti. “
Nástroje najbližšej generácie, ako napríklad James Webb Space Telescope (JWST), v blízkej budúcnosti umožnia najpodrobnejšie štúdie exoplanet. Okrem toho sa očakáva, že pozemné prístroje, ktoré vstúpia do prevádzky v nasledujúcom desaťročí, ako napríklad extrémne veľký ďalekohľad (ELT), tridsaťmeterový ďalekohľad (TMT) a obrovský magellanovský ďalekohľad (GMT), umožnia priame prieskumy. malé skalné planéty obiehajúce okolo ich hviezd.
S výskumom, ktorý pomáha určiť štruktúru povrchu a atmosférické podmienky, môžu astronómovia s istotou povedať, ktoré exoplanety sú obývateľné a ktoré nie. Inými slovami, s trochou šťastia nemusí byť objav Zeme-2, alebo dokonca aj niekoľko Zeme, vzdialený.
Igor Abramov