Az elmúlt tíz évben meredeken megnőtt az érdeklődés és a kutatás a Naprendszeren kívüli bolygók vagy az exoplanetek iránt.
Ez alatt az idő alatt a számunkra ismert négy ezer egzoplaneta nagy részét felfedezték. Ebben az időszakban kezdődött a folyamat fokozatosan a felfedezési szakaszról a tanulási szakaszra. Ezenkívül az elkövetkező évtizedekben a következő generációs műszerek lehetővé teszik a kutatást, amely pontos információkat szolgáltat az exoplanetek felszíni szerkezetéről és légköréről.
Természetesen itt felmerül a kérdés: mit látnának a fejlettebb civilizációk, ha a bolygónkat tanulmányozzák? A Föld több sávos sugárzási adatainak felhasználásával a kaliforniai Technológiai Intézet tudósai egy olyan térképet készítettek, amely elképzelést ad arról, hogy a Föld hogyan nézhet ki a Naprendszeren kívüli távoli megfigyelők számára. Az egyszerű tudományos kíváncsiság kielégítése mellett ez a tanulmány segíthet a csillagászoknak a jövőben is az életre alkalmas "Föld-szerű bolygók" felületi tulajdonságainak rekonstruálásában.
A csoport megállapításait leíró kutatási cikket az Astrophysical Journal Letters közzéteszi a Föld exoplanetként: A 2D térkép idegeneknek címmel. A kutatócsoport, Siteng Fan vezetésével, több tudósból áll, akik a Kaliforniai Technológiai Intézet Geológiai és Bolygótudományi Tanszékéből (GPS) és a NASA sugárhajtómű-laboratóriumából álltak.
A Naprendszeren kívüli potenciálisan lakható bolygók keresése során a tudósok ma kénytelenek közvetett módszert alkalmazni. Tekintettel arra, hogy a legtöbb egzoplaneta nem lehetséges közvetlenül tanulmányozni, vagyis közvetlen képhez jutni légkörük vagy felszíni tulajdonságaik összetételének megismerése érdekében, a tudósoknak elégedetteknek kell lenniük olyan mutatókkal, amelyek alapján megítélhető, hogy egy bolygó mennyiben hasonlít a Földhez.
Ahogyan Siteng Fan mondta az Universe Today, ez annak a korlátozásának köszönhető, hogy az exoplaneket felfedező csillagászoknak jelenleg meg kell birkózniuk.
Promóciós videó:
„Először is, a jelenlegi exoplanet kutatások még nem adnak egyértelmű képet azokról a minimumkövetelményekről, amelyeknek a bolygónak meg kell felelnie, és amelyek alkalmasak az emberi életre. Vannak bizonyos kritériumok, de nem vagyunk biztosak abban, hogy elegendőek vagy szükségesek-e. Másodszor, még akkor is, ha ezek a kritériumok vannak érvényben, a modern megfigyelési módszereket nem lehet elég hatékonyan nevezni ahhoz, hogy megbizonyosodjanak az életre való potenciális alkalmasságról, különösen olyan exoplanetek esetén, mint a Föld, mivel nehéz őket felismerni."
Annak a ténynek a alapján, hogy a Föld az egyetlen olyan bolygó, amely képes életvitelre, egy tudóscsoport feltételezte, hogy a Föld távoli megfigyelései biztosíthatják az alkalmazható bolygók felismeréséhez szükséges információkat. "A Föld az egyetlen bolygó, amiről tudunk, hogy élete van" - mondta Fan. "Megvizsgálva, hogy mit láthatnak a világegyetem távoli pontjáról származó megfigyelők, iránymutatást és útmutatást kínál nekünk a potenciálisan életképes exoplanetek kereséséhez."
A Föld éghajlatának egyik legfontosabb eleme, amely a felületén élő összes élet szempontjából kritikus, a háromfázisú vízciklus. Beszélünk a vízgőz jelenlétéről a légkörben, a felhőkről, amelyek kondenzvíz és jég halmozódnak fel, valamint a bolygó felszínén lévő víztestről.
Így ezeket az életre való alkalmasság lehetséges jeleinek vagy akár létezésének jeleinek is tekinthetjük, amelyek nagy távolságból megfigyelhetők. Ebből következik, hogy a felszíni szerkezet és a felhők jelenléte az exoplanetokon azonosításának képessége kulcsfontosságú követelmény, amelyet a kutatásoknak be kell tartaniuk potenciális alkalmazhatóságuk megállapítása érdekében.
Annak meghatározása érdekében, hogy a Föld hogyan néz ki a távoli megfigyelők számára, a tudósok mintegy 10 000 képet gyűjtöttek a NASA Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) műholdján. A képeket egy kétéves időszakra (2016-2017) készítették, átlagosan 68–110 percenként. Különböző hullámhosszon képesek voltak rögzíteni a föld légköréből visszatükröződött fényt.
Phan és kollégái ezt követően egyesítették a képeket, hogy egy 10 pontos reflexióspektrumot képezzenek, amelyet azután integráltak a föld korongjába. Az így kapott kép megegyezik azzal, hogy a Föld hogyan nézhet ki egy megfigyelő számára sok fényév távolságra, ha két éven át tanulmányozta a Földet.
A kapott görbék elemzése és az eredeti képekkel való összehasonlítás után a tudósok kiderítették, hogy ezeknek a görbéknek mely paraméterei felelnek meg a föld felületének és a felhőborításnak. Ezután kiválasztották azokat a mutatókat, amelyek a legszorosabban kapcsolódnak a földhöz, és kiigazították azokat a Föld 24 órás forgalmának figyelembevétele érdekében. Az eredmény egy kontúrtérkép, az ábrán látható, amely nagyjából megegyezik a Föld nézetével több fényév távolságából.
A fekete vonalak a felszíni vonásokat mutatják, és nagyjából megegyeznek a fő kontinensek tengerpartjával. A zöld zónák nagyjából Afrika (központ), Ázsia (jobb felső), az Amerika (bal) és Antarktisz (alsó) helyzetét képviselik. Ami közöttük van, a világ óceánjait reprezentálja, ahol a sekélyebb területeket piros, a mélyebb területeket pedig kék jelöli.
Az ilyen megjelenítés, amelyet a távoli bolygók fénygörbéire alkalmaznak, lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy felmérjék, léteznek-e az exoplanet óceánok, felhők és jégsapkák, vagyis mindent megtud, ami szükséges ahhoz, hogy felismerje azt potenciálisan lakhatóvá.
Siteng Phan arra a következtetésre jutott: „Ebben a munkában a fénygörbék elemzése fontos az exoplanet geológiai tulajdonságainak és éghajlati rendszereinek meghatározásában. Megállapítottuk, hogy a Föld fénygörbéjének változásait elsősorban a felhők és a szárazföldi-óceán határ okozza. Mindkét tényező kritikus fontosságú a Földön élő élet lehetősége szempontjából. Tehát az ilyen jellegzetességekkel rendelkező exoplanetek mint a Föld valószínűleg életképesek."
A közeljövőben a következő generációs műszerek, mint például a James Webb Űrtávcső (JWST) lehetővé teszik az exoplanetek leg részletesebb tanulmányozását. Ezen túlmenően a következő évtizedben üzembe helyezendő földi műszerek, például a rendkívül nagy távcső (ELT), a harmincméteres távcső (TMT) és az Óriás-mágneses távcső (GMT) várhatóan lehetővé teszik a közvetlen felfedezést. kis sziklás bolygók, amelyek keringnek a csillagokon.
A felszíni szerkezet és a légköri viszonyok meghatározását segítő kutatásokkal az űrhajósok végül bizalommal mondhatják el, hogy melyik exoplaneek használhatók és melyek nem. Más szóval, kis szerencsével a 2-es Föld, vagy adott esetben még több Föld felfedezése valószínűleg nem messze van.
Igor Abramov