U posljednjih deset godina naglo je porastao interes i istraživanje za planete izvan Sunčevog sustava ili egzoplanete.
U to vrijeme otkrivena je većina od 4 000 egzoplaneta koji su nam poznati danas. Tijekom ovog razdoblja proces se postupno počeo prelaziti iz faze otkrića u fazu učenja. Štoviše, u narednim desetljećima instrumenti nove generacije omogućit će istraživanja koja će pružiti točne podatke o površinskoj strukturi i atmosferi egzoplaneta.
Ovdje se, naravno, postavlja pitanje: što bi naprednije civilizacije vidjele da proučavaju naš planet? Koristeći podatke o Zemljinoj višepojasnoj radijaciji, tim znanstvenika Kalifornijskog tehnološkog instituta uspio je stvoriti kartu koja daje ideju o tome kako bi Zemlja mogla izgledati udaljenim promatračima izvan Sunčevog sustava. Osim što će zadovoljiti jednostavnu znanstvenu znatiželju, ovo istraživanje može astronomima u budućnosti također pomoći da rekonstruiraju površinske značajke "planeta sličnih Zemlji" pogodnih za život.
Istraživački rad, u kojem su opisana otkrića grupe, objavljen je u časopisu Astrophysical Journal Letters pod nazivom Zemlja kao egzoplanet: 2D karta za strance. Istraživački tim, koji je vodio Siteng Fan, također je uključio nekoliko znanstvenika s Odjela za geološke i planetarne znanosti (GPS) Kalifornijskog tehnološkog instituta i NASA-ine laboratorije za mlazni pogon.
U potrazi za potencijalno naseljenim planetima izvan Sunčevog sustava, znanstvenici su danas prisiljeni na neizravnu metodu. S obzirom na to da većinu egzoplaneta nije moguće izravno proučavati, odnosno dobiti izravnu sliku kako bi saznali sastav njihove atmosfere ili površinskih obilježja, znanstvenici se moraju zadovoljiti pokazateljima pomoću kojih se može prosuditi koliko je planet sličan Zemlji.
Kako je Siteng Fan rekao za Universe Today, to je zbog mnogih ograničenja koja danas moraju postaviti astronomi koji istražuju egzoplanete.
Promotivni video:
"Prvo, trenutno istraživanje egzoplaneta još ne daje jasnu ideju o minimalnim zahtjevima koje planet mora ispunjavati i koji su prikladni za ljudski život. Postoje određeni kriteriji, ali nismo sigurni jesu li oni dostatni ili potrebni. Drugo, čak i ako postoje ovi kriteriji, trenutne metode promatranja ne mogu se nazvati dovoljno učinkovitim da potvrde potencijalnu pogodnost za život, pogotovo kada je riječ o egzoplanetima poput Zemlje, zbog poteškoće u njihovom otkrivanju."
Na temelju činjenice da je Zemlja jedina planeta sposobna podržati život, tim znanstvenika pretpostavio je da bi daljinska promatranja Zemlje mogla pružiti informacije potrebne za otkrivanje planeta nastanjivanja. "Zemlja je jedini planet za koji znamo da ima život", rekao je Fan. "Ispitivanje onoga što bi mogli vidjeti promatrači iz daleke točke svemira daje nam smjernice i smjernice u našoj potrazi za potencijalno useljivim egzoplanetima."
Jedan od najvažnijih elemenata Zemljine klime, koji je kritičan za cijeli život na njenoj površini, je trofazni vodeni ciklus. Govorimo o prisutnosti vodene pare u atmosferi, oblacima koji su nakupine kondenzirane vode i leda, kao i vodenim tijelima na površini planeta.
Stoga ih se može promatrati kao potencijalne znakove podobnosti za život, ili čak znakove njegovog postojanja, koji se mogu promatrati s velike udaljenosti. Iz toga proizlazi da je sposobnost prepoznavanja strukture površine i prisutnost oblaka na egzoplanetima ključni zahtjev koji se moraju ispuniti istraživanjima kako bi se utvrdilo njihovo potencijalno iskorištenje.
Da bi utvrdili kako će Zemlja izgledati udaljenim promatračima, znanstvenici su prikupili oko 10 000 slika snimljenih NASA-inim satelitom Deep Space Climate Observatory (DSCOVR). Slike su snimane u razdoblju od dvije godine (2016-2017), u prosjeku, na svakih 68-110 minuta. Bili su u stanju uhvatiti svjetlost reflektiranu od zemljine atmosfere u raznim valnim duljinama.
Phan i njegovi kolege zatim su kombinirali slike da bi formirali spektar refleksije u 10 točaka, koji je tada integriran sa zemljinim diskom. Dobivena slika podudara se s onim što bi Zemlja mogla izgledati promatraču daleko od svjetlosnih godina ako bi proučavao Zemlju tijekom dvogodišnjeg razdoblja.
Znanstvenici su, nakon analize dobivenih krivulja i uspoređujući ih s izvornim slikama, utvrdili koji parametri tih krivulja odgovaraju zemljinoj površini i oblaku. Potom su odabrali one pokazatelje koji su u najužoj vezi s kopnom i prilagodili ih tako da odražavaju Zemljin 24-satni promet. Rezultat je bila konturna karta, prikazana na slici, što otprilike odgovara pogledu na Zemlju s udaljenosti od nekoliko svjetlosnih godina.
Crne linije predstavljaju površinske značajke i otprilike odgovaraju obalnoj liniji glavnih kontinenata. Zelene zone otprilike predstavljaju položaje Afrike (u sredini), Azije (gore desno), Amerike (lijevo) i Antarktika (dno). Ono što se nalazi između njih predstavljaju svjetski okeani, gdje su plava područja označena plitkim, a dublja područja plavom bojom.
Takva vizualizacija primijenjena na svjetlosne krivulje udaljenih planeta može astronomima omogućiti da procjene da li egzoplanet ima oceane, oblake i ledene kape, odnosno da otkriju sve što je potrebno da bi se prepoznalo kao potencijalno useljiv.
Siteng Phan je zaključio: „Analiza svjetlosnih krivulja u ovom radu važna je za određivanje geoloških značajki i klimatskih sustava na egzoplaneti. Otkrili smo da promjene u krivulji Zemljine svjetlosti uglavnom vode oblaci i granica kopno-ocean. Oba su ova faktora ključna za mogućnost života na Zemlji. Dakle, egzoplanete poput Zemlje, koji imaju takva obilježja, najvjerojatnije će biti useljivi."
U bliskoj budućnosti instrumenti nove generacije poput James Webb svemirskog teleskopa (JWST) omogućit će najdublji studij egzoplaneta. Osim toga, očekuje se da će zemaljski instrumenti koji će ući u službu u sljedećem desetljeću, poput ekstremno velikog teleskopa (ELT), tridesetmetarskog teleskopa (TMT) i divovskog magelanskog teleskopa (GMT) koji će omogućiti izravno istraživanje male kamene planete u orbiti oko zvijezda.
Uz pomoć istraživanja koja pomažu u određivanju strukture površine i atmosferskih uvjeta, astronomi mogu konačno sa pouzdanjem reći koji su egzoplaneti pogodni za život, a koji ne. Drugim riječima, uz malo sreće, otkriće Zemlje-2, ili, što se toga tiče, čak i nekoliko Zemlja, možda neće biti daleko.
Igor Abramov
