Pēdējo desmit gadu laikā ir strauji palielinājusies interese un pētījumi par planētām, kas atrodas ārpus Saules sistēmas, vai eksoplanetām.
Šajā laikā tika atklāta lielākā daļa no četriem tūkstošiem mūsdienās zināmo eksoplanetu. Tieši šajā laika posmā process pakāpeniski sāka pāriet no atklāšanas posma uz mācību posmu. Turklāt nākamajās desmitgadēs nākamās paaudzes instrumenti ļaus veikt pētījumus, kas sniegs precīzu informāciju par eksoplanetu virsmas struktūru un atmosfēru.
Protams, šeit rodas jautājums: ko redzētu progresīvākas civilizācijas, ja tās pētītu mūsu planētu? Izmantojot Zemes daudzjoslu starojuma datus, Kalifornijas Tehnoloģiju institūta zinātnieku komanda spēja izveidot karti, kas sniedz priekšstatu par to, kā Zeme varētu izskatīties attāliem novērotājiem no Saules sistēmas puses. Papildus vienkāršas zinātniskas zinātkāres apmierināšanai šis pētījums nākotnē var arī palīdzēt astronomiem rekonstruēt dzīvībai piemērotas "Zemei līdzīgu planētu" virsmas pazīmes.
Pētniecības darbs, kurā aprakstīti grupas atklājumi, tiek publicēts Astrophysical Journal Letters ar nosaukumu Earth as Exoplanet: A 2D Map for Aliens. Pētniecības komandā Sitenga Fana vadībā bija arī vairāki zinātnieki no Kalifornijas Tehnoloģiju institūta Ģeoloģijas un planētu zinātnes (GPS) departamenta un NASA reaktīvo dzinēju laboratorijas.
Meklējot potenciāli apdzīvojamas planētas ārpus Saules sistēmas, zinātnieki mūsdienās ir spiesti izmantot netiešu metodi. Ņemot vērā, ka lielāko daļu eksoplanetu nav iespējams tieši izpētīt, tas ir, iegūt tiešu attēlu, lai uzzinātu viņu atmosfēras vai virsmas pazīmju sastāvu, zinātniekiem ir jābūt apmierinātiem ar rādītājiem, pēc kuriem var spriest, cik planēta ir līdzīga Zemei.
Kā pastāstīja Sitengs Fans “Universe Today”, tas ir saistīts ar daudziem ierobežojumiem, ar kuriem pašlaik ir jāsamierinās astronomiem, kuri pēta eksoplanetes.
Reklāmas video:
“Pirmkārt, pašreizējie eksoplanētu pētījumi vēl nesniedz skaidru priekšstatu par minimālajām prasībām, kurām ir jāatbilst planētai, kas ir piemērota cilvēka dzīvībai. Ir daži kritēriji, bet mēs neesam pārliecināti, vai tie ir pietiekami vai nepieciešami. Otrkārt, pat tad, ja šie kritēriji ir ieviesti, pašreizējās novērošanas metodes nevar saukt par pietiekami efektīvām, lai apstiprinātu iespējamo piemērotību dzīvībai, it īpaši, ja runa ir par eksoplanetām, piemēram, Zeme, jo tās ir grūti atklāt."
Balstoties uz faktu, ka Zeme ir vienīgā planēta, kas spēj atbalstīt dzīvību, zinātnieku grupa ir izvirzījusi hipotēzi, ka attālināti Zemes novērojumi varētu sniegt informāciju, kas nepieciešama apdzīvojamo planētu noteikšanai. "Zeme ir vienīgā planēta, par kuru mēs zinām, ka tai ir dzīvība," sacīja Fans. "Izpētot, ko to var redzēt novērotāji no tāla Visuma punkta, dod mums norādījumus un norādījumus, meklējot potenciāli apdzīvojamas eksoplanetes."
Viens no vissvarīgākajiem Zemes klimata elementiem, kas ir kritiski svarīgs visām dzīvībām uz tās virsmas, ir trīsfāzu ūdens cikls. Mēs runājam par ūdens tvaiku klātbūtni atmosfērā, mākoņiem, kas ir kondensēta ūdens un ledus uzkrājumi, kā arī ūdenstilpnēm uz planētas virsmas.
Tādējādi tās var uzskatīt par iespējamām dzīvības pazīmēm vai pat par tās esamības pazīmēm, kuras var novērot no liela attāluma. No tā izriet, ka spēja noteikt virsmas struktūru un mākoņu klātbūtni eksoplanetes ir galvenā prasība, kas jāizpilda pētījumiem, lai noteiktu to potenciālo izmantojamību.
Lai noteiktu, kā Zeme izskatīsies attāliem novērotājiem, zinātnieki savāca apmēram 10 000 attēlu, ko uzņēmis NASA Dziļā kosmosa klimata novērošanas (DSCOVR) satelīts. Attēli tika uzņemti divu gadu periodā (no 2016. līdz 2017. gadam), vidēji ik pēc 68–110 minūtēm. Viņi spēja uztvert no zemes atmosfēras atstaroto gaismu dažādos viļņu garumos.
Pēc tam Fans un viņa kolēģi attēlus apvienoja, veidojot 10 punktu atstarošanas spektru, kas pēc tam tika integrēts zemes diskā. Iegūtais attēls atbilst tam, kā Zeme varētu izskatīties novērotājam, kas atrodas daudzu gaismas gadu attālumā, ja viņš pētītu Zemi divu gadu laikā.
Pēc iegūto līkņu analīzes un salīdzināšanas ar oriģinālajiem attēliem zinātnieki noskaidroja, kuri šo līkņu parametri atbilst zemes virsmai un mākoņu segai. Pēc tam viņi atlasīja tos rādītājus, kas ir visciešāk saistīti ar zemi, un pielāgoja tos Zemes diennakts apgrozījumam. Rezultātā tika parādīta attēlā redzamā kontūru karte, kas aptuveni atbilst Zemes skatam no vairāku gaismas gadu attāluma.
Melnās līnijas attēlo virsmas pazīmes un aptuveni atbilst galveno kontinentu piekrastes joslai. Zaļās zonas aptuveni atspoguļo Āfrikas (centrs), Āzijas (augšējā labajā pusē), Amerikas (kreisajā pusē) un Antarktīdas (apakšā) pozīcijas. Tas, kas atrodas starp tiem, atspoguļo pasaules okeānus, kur seklākās teritorijas ir apzīmētas sarkanā krāsā, bet dziļākās teritorijas ir norādītas zilā krāsā.
Šāda vizualizācija, kas tiek piemērota tālu planētu gaismas līknēm, ļauj astronomiem novērtēt, vai eksoplanetei ir okeāni, mākoņi un ledus cepures, tas ir, uzzināt visu, kas nepieciešams, lai to atzītu par potenciāli apdzīvojamu.
Sitengs Pāns secināja: “Gaismas līkņu analīze šajā darbā ir svarīga, nosakot eksoplanetes ģeoloģiskās iezīmes un klimatiskās sistēmas. Mēs noskaidrojām, ka Zemes gaismas līknes izmaiņas galvenokārt veicina mākoņi un zemes un okeāna robeža. Abi šie faktori ir kritiski dzīvības iespējamībai uz Zemes. Tādējādi tādas eksoplanetes kā Zeme, kurām ir šādas pazīmes, visticamāk, ir apdzīvojamas."
Tuvākajā nākotnē nākamās paaudzes instrumenti, piemēram, Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST), ļaus veikt vispilnīgākos eksoplanetu pētījumus. Turklāt sagaidāms, ka uz zemes bāzēti instrumenti, kas tiks nodoti ekspluatācijā nākamajā desmitgadē, piemēram, Īpaši lielais teleskops (ELT), Trīsdesmit metru teleskops (TMT) un Milzu magnētiskais teleskops (GMT), ļaus tos tieši izpētīt. mazas klinšainas planētas, kas riņķo ap zvaigznēm.
Ar pētījumu palīdzību, kas palīdz noteikt virsmas struktūru un atmosfēras apstākļus, astronomi beidzot var ar pārliecību pateikt, kuras eksoplanētas ir apdzīvojamas un kuras nav. Citiem vārdiem sakot, ar nelielu veiksmi Zemes-2 vai šajā gadījumā pat vairāku Zemes atklāšana var nebūt tālu.
Igors Abramovs
