Během posledních deseti let došlo k prudkému nárůstu zájmu a výzkumu planet mimo sluneční soustavu nebo exoplanety.
Během této doby byla objevena většina ze 4 000 exoplanet, o nichž se dnes víme. Během tohoto období se proces postupně začal přecházet z fáze objevování do fáze učení. V příštích desetiletích navíc nástroje příští generace umožní výzkum, který poskytne přesné informace o struktuře povrchu a atmosféře exoplanet.
Samozřejmě zde vyvstává otázka: co by vyspělejší civilizace viděly, kdyby studovaly naši planetu? S využitím údajů o vícepásmovém záření Země byl tým vědců z Kalifornského technologického institutu schopen vytvořit mapu, která poskytuje představu o tom, jak by Země mohla vypadat vzdáleným pozorovatelům mimo sluneční soustavu. Kromě uspokojení jednoduché vědecké zvědavosti může tato studie v budoucnu také pomoci astronomům rekonstruovat povrchové rysy „planet podobných Zemi“vhodných pro život.
Vědecká práce, která popisuje nálezy skupiny, je publikována v Astrofyzikálním časopisu Dopisy nazvaném Země jako exoplanet: 2D mapa pro cizince. Výzkumný tým vedený Sitengem Phanem zahrnoval také několik vědců z Ústavu geologických a planetárních věd (GPS) Kalifornského technologického institutu a Jet Propulsion Laboratory NASA.
Při hledání potenciálně obyvatelných planet mimo sluneční soustavu jsou dnes vědci nuceni použít nepřímou metodu. Vzhledem k tomu, že většina exoplanet není možné studovat přímo, tj. Získat přímý obraz, aby bylo možné zjistit složení jejich atmosféry nebo povrchových prvků, musí být vědci spokojeni s ukazateli, podle nichž lze posoudit, jak velká je planeta Země.
Jak Siteng Fan řekl Universe Today, je to kvůli mnoha omezením, se kterými se musí astronomové objevující exoplanety v současné době vyrovnávat.
Propagační video:
„Zaprvé, současný výzkum exoplanet dosud neposkytuje jasnou představu o minimálních požadavcích, které musí planeta splňovat a která je vhodná pro lidský život. Existují určitá kritéria, ale nejsme si jisti, zda jsou dostatečná nebo nezbytná. Za druhé, i když jsou tato kritéria zavedena, nelze současné metody pozorování označit za dostatečně účinné, aby potvrdily potenciální vhodnost pro život, zejména pokud jde o exoplanety, jako je Země, kvůli obtížím je odhalit. ““
Na základě skutečnosti, že Země je jedinou planetou schopnou podporovat život, tým vědců předpokládal, že vzdálené pozorování Země může poskytnout informace potřebné k detekci obyvatelných planet. "Země je jediná planeta, o které víme, že má život," řekl Fan. "Zkoumání toho, co by mohli pozorovatelé vidět ze vzdáleného místa ve vesmíru, nám dává směr a vedení při hledání potenciálně obyvatelných exoplanet."
Jedním z nejdůležitějších prvků zemského klimatu, které je rozhodující pro veškerý život na jeho povrchu, je třífázový vodní cyklus. Hovoříme o přítomnosti vodní páry v atmosféře, o oblacích, které jsou hromaděním kondenzované vody a ledu, a také o vodních útvarech na povrchu planety.
Lze je tedy vnímat jako potenciální známky vhodnosti pro život nebo dokonce známky jeho existence, které lze pozorovat z velké vzdálenosti. Z toho vyplývá, že schopnost identifikovat povrchovou strukturu a přítomnost mraků na exoplanetách je klíčovým požadavkem, který musí výzkum splnit, aby se stanovila jejich potenciální návaznost.
Vědci shromáždili asi 10 000 snímků pořízených satelitem NASA Deep Space Climate Observatory (DSCOVR), aby určily, jak bude Země vypadat. Fotografie byly pořízeny v průběhu dvou let (2016–2017), v průměru každých 68–10 minut. Dokázali zachytit světlo odražené od zemské atmosféry v různých vlnových délkách.
Phan a jeho kolegové pak obrázky spojili do 10-bodového spektra odrazivosti, které bylo poté integrováno s pozemským diskem. Výsledný obraz je v souladu s tím, jak by Země mohla vypadat pozorovateli ve vzdálenosti mnoha světelných let, kdyby studoval Zemi po dobu dvou let.
Po analýze získaných křivek a jejich porovnání s původními obrazy vědci zjistili, které parametry těchto křivek odpovídají zemskému povrchu a oblačnosti. Poté vybrali ty ukazatele, které mají nejužší vztah k zemi, a upravily je tak, aby odpovídaly 24hodinovému obratu Země. Výsledkem byla vrstevnicová mapa znázorněná na obrázku, která zhruba odpovídá pohledu na Zemi ze vzdálenosti několika světelných let.
Černé čáry představují povrchové rysy a zhruba odpovídají pobřeží hlavních kontinentů. Zelené zóny zhruba představují pozice Afriky (uprostřed), Asie (vpravo nahoře), Americas (vlevo) a Antarktidy (dole). To, co leží mezi nimi, představuje světové oceány, kde jsou mělčí oblasti vyznačeny červeně a hlubší oblasti modře.
Taková vizualizace, aplikovaná na světelné křivky vzdálených planet, by mohla astronomům umožnit posoudit, zda exoplaneta má oceány, mraky a ledové čepice, to znamená, najít vše, co je nezbytné k tomu, aby byla rozpoznána jako potenciálně obyvatelná.
Siteng Phan dospěl k závěru: „Analýza světelných křivek v této práci je důležitá při určování geologických vlastností a klimatických systémů na exoplanetě. Zjistili jsme, že změny světelné křivky Země jsou způsobeny hlavně mraky a hranicí země-oceán. Oba tyto faktory jsou rozhodující pro možnost života na Zemi. Exoplanety jako Země, které mají takové rysy, jsou tedy s největší pravděpodobností obyvatelné. “
Nástroje nejbližší generace, jako je James Webb Space Telescope (JWST), v nejbližší době umožní nejpodrobnější studie exoplanet. Kromě toho se očekává, že přímé pozemní přístroje, které budou uvedeny do provozu v příštím desetiletí, jako je Extremely Large Telescope (ELT), Thirty Meter Telescope (TMT) a Giant Magellanic Telescope (GMT), umožní přímý průzkum malé skalnaté planety obíhající kolem jejich hvězd.
S výzkumem, který pomáhá určit strukturu povrchu a atmosférické podmínky, mohou astronomové konečně s jistotou říci, které exoplanety jsou obyvatelné a které nikoli. Jinými slovy, s trochou štěstí nemusí být objev Země-2, nebo dokonce i několik Země, daleko.
Igor Abramov