V zadnjih desetih letih se je zanimanje in raziskovanje planetov zunaj osončja ali eksoplanetov močno povečalo.
V tem času so odkrili večino od 4 tisoč eksoplanetov, ki jih poznamo danes. V tem obdobju se je postopek postopoma začel premikati od stopnje odkritja do stopnje učenja. Poleg tega bodo instrumenti naslednje generacije v prihodnjih desetletjih omogočali raziskave, ki bodo zagotavljale natančne informacije o površinski zgradbi in atmosferi eksoplanetov.
Seveda se tu poraja vprašanje: kaj bi videle bolj napredne civilizacije, če bi preučile naš planet? Z uporabo večpojasnih podatkov o sevanju Zemlje je skupina znanstvenikov Kalifornijskega tehnološkega inštituta lahko ustvarila zemljevid, ki daje predstavo o tem, kako bi lahko izgledala Zemlja oddaljenim opazovalcem zunaj osončja. Poleg zadovoljitve preproste znanstvene radovednosti lahko ta študija astronomom v prihodnosti pomaga tudi pri rekonstrukciji površinskih značilnosti planetov, podobnih Zemlji, primernih za življenje.
Raziskovalni članek, ki opisuje ugotovitve skupine, je objavljen v časopisu Astrophysical Journal Letters z naslovom Zemlja kot eksoplanet: 2D karta za tujce. V raziskovalno skupino, ki jo je vodil Siteng Fan, je bilo tudi več znanstvenikov z oddelka za geološke in planetarne znanosti (GPS) Kalifornijskega tehnološkega inštituta in Nasinega laboratorija za reaktivni pogon.
V iskanju potencialno bivalnih planetov zunaj osončja so danes znanstveniki prisiljeni uporabljati posredno metodo. Glede na to, da večine eksoplanetov ni mogoče neposredno raziskati, torej pridobiti neposredno sliko, da bi ugotovili sestavo njihove atmosfere ali površinske značilnosti, morajo biti znanstveniki zadovoljni s kazalniki, s katerimi lahko presodimo, koliko je planet podoben Zemlji.
Kot je za Universe Today povedal Siteng Fan, je to posledica številnih omejitev, ki jih morajo astronomi, ki raziskujejo eksoplanete, sprejeti v tem trenutku.
Promocijski video:
„Prvič, trenutne raziskave eksoplanetov še ne ponujajo jasne predstave o minimalnih zahtevah, ki jih mora izpolnjevati planet, ki so primerne za človeško življenje. Obstajajo določeni kriteriji, vendar nismo prepričani, ali so zadostni ali potrebni. Drugič, tudi ob obstoječih merilih sedanjih metod opazovanja ne moremo imenovati dovolj učinkovitih, da bi potrdili morebitno primernost za življenje, zlasti kadar gre za eksoplanete, kot je Zemlja, zaradi težav z njihovo zaznavo."
Na podlagi dejstva, da je Zemlja edini planet, ki lahko podpira življenje, je skupina znanstvenikov domnevala, da lahko oddaljena opazovanja Zemlje zagotavljajo informacije, ki so potrebne za zaznavanje bivalnih planetov. "Zemlja je edini planet, za katerega vemo, da ima življenje," je dejal Fan. "Preučitev tega, kar bi lahko videli opazovalci z oddaljene točke vesolja, nam daje smernice in napotke pri iskanju potencialno bivalnih eksoplanetov."
Eden najpomembnejših elementov Zemljinega podnebja, ki je kritičen za vse življenje na njegovi površini, je trifazni vodni cikel. Govorimo o prisotnosti vodne pare v atmosferi, oblakih, ki so nakopičene kondenzirane vode in ledu, pa tudi vodnih teles na površini planeta.
Tako jih lahko vidimo kot možne znake primernosti za življenje ali celo znake njegovega obstoja, ki jih lahko opazujemo z velike razdalje. Iz tega izhaja, da je sposobnost identifikacije površinske strukture in prisotnosti oblakov na eksoplanetih ključna zahteva, ki jo morajo izpolniti raziskave, da se ugotovi njihova potencialna bivalnost.
Znanstveniki so zbrali približno 10.000 posnetkov, ki jih je posnel NASA-in satelit Deep Space Climate Observatory (DSCOVR), da bi ugotovili, kako bi izgledala Zemlja z oddaljenimi opazovalci. Fotografije so bile posnete v dvoletnem obdobju (2016–2017), v povprečju vsakih 68–110 minut. V različnih valovnih dolžinah so lahko ujeli svetlobo, ki se je odsevala od zemeljske atmosfere.
Phan in njegovi sodelavci so nato slike združili v 10-točkovni odsevni spekter, ki je bil nato integriran z zemeljskim diskom. Nastala slika je skladna s tem, kako bi lahko Zemlja opazovalcu izgledala veliko svetlobnih let, če bi Zemljo preučeval v dvoletnem obdobju.
Potem ko so analizirali dobljene krivulje in jih primerjali s prvotnimi slikami, so znanstveniki ugotovili, kateri parametri teh krivulj ustrezajo zemeljski površini in oblačnemu pokrovu. Nato so izbrali tiste kazalnike, ki so najbolj povezani s kopnim, in jih prilagodili tako, da so upoštevali 24-urni promet na Zemlji. Rezultat je bil konturni zemljevid, prikazan na sliki, ki približno ustreza pogledu na Zemljo z razdalje nekaj svetlobnih let.
Črne črte predstavljajo površinske značilnosti in približno ustrezajo obali večjih celin. Zelene cone v grobem predstavljajo položaje Afrike (sredina), Azije (zgoraj desno), Amerike (levo) in Antarktike (spodaj). Ležanje med njimi predstavlja svetovne oceane, kjer so plitkejša območja označena z rdečo, globja območja pa z modro.
Takšna vizualizacija, uporabljena na svetlobnih krivuljah oddaljenih planetov, bi astronomom lahko omogočila, da presodijo, ali ima eksoplanet oceane, oblake in ledene kape, torej, da ugotovijo vse, kar je potrebno, da ga prepoznamo kot potencialno bivalnega.
Siteng Phan je zaključil: „Analiza svetlobnih krivulj v tem delu je pomembna pri določanju geoloških značilnosti in klimatskih sistemov na eksoplanetu. Ugotovili smo, da spremembe v svetlobni krivulji Zemlje poganjajo predvsem oblaki in meja kopno-ocean. Oba dejavnika sta odločilna za možnost življenja na Zemlji. Tako so eksoplaneti, kot je Zemlja, ki imajo takšne lastnosti, najverjetneje bivalni."
V bližnji prihodnosti bodo instrumenti nove generacije, kot je vesoljski teleskop James Webb (JWST), omogočili najbolj podrobne študije eksoplanetov. Poleg tega naj bi zemeljski instrumenti, ki bodo začeli uporabljati v naslednjem desetletju, kot so izredno velik teleskop (ELT), tridesetmetrski teleskop (TMT) in velikanski magelanski teleskop (GMT), omogočili neposredno raziskovanje majhni kamniti planeti, ki obkrožajo svoje zvezde.
Z raziskavami, ki pomagajo določiti strukturo površine in atmosferske pogoje, lahko astronomi končno z zaupanjem povedo, kateri eksoplaneti so bivalni in kateri ne. Povedano drugače, z malo sreče odkritje Zemlje-2 ali, kar zadeva, celo več Zemlj, morda ne bo daleč.
Igor Abramov
