Nova znanstvena studija pokazuje da bi pronalaženje dokaza o životu na Zemlji iz perspektive udaljenih izvanzemaljskih astronoma moglo ovisiti o sezoni na Zemlji promatraju.
Malo što u astronomiji izaziva toliko općeg uzbuđenja kao pronalazak potencijalno nastanjivog planeta. No, dosad imamo samo djeliće i naznake egzoplaneta na kojima bi mogao postojati život, a pred nama je zapravo dug put.
Bit će potrebno još puno znanosti i inovativnog razmišljanja prije nego što ikada dođemo do točke u kojoj možemo sa sigurnošću reći da je neki udaljeni egzoplanet naseljiv za ljude.
Tu dolazi spomenuta nova studija, koja bi nas mogladovsti do te točke, ispitivanjem vanjskog izgleda Zemlje iz svemira, kroz različita godišnja doba. Studija nosi naziv "Zemlja kao egzoplanet: II. Zemljina vremenski varijabilna toplinska emisija i njezina atmosferska sezonalnost bio-indikatora" i sotupna je na repozitoriju za pripremu za tisak arXiv.org. Njezin glavni autor je Jean-Noel Mettler, doktorant na Odsjeku za fiziku ETH Zürich, gdje proučava egzoplanete i njihovu nastanjivost.
Sveti gral znanosti o egzoplanetima
Zbunjujuća raznolikost egzoplaneta koje smo dosad otkrili zanimljiva je sma po sebi, ali ako postoji sveti gral u znanosti o egzoplanetima, onda to mora biti nastanjivost. Jednostavno želimo znati postoji li život još negdje u svemiru.
Kako naša tehnologija napreduje, astronomi dobivaju moćnije instrumente za proučavanje udaljenih egzoplaneta. Istu stvar koju radi čovječanstvo, vjerojatno bi učinila i tehnološka civilizacija negdje drugdje u Mliječnoj stazi.
Nov način promatranja
Spomenuta studija ispituje infracrveni spektar emisija sa Zemlje, učinak različitih geometrija promatranja na te spektre i kako bi opažanja izgledala puno udaljenijem promatraču, daleko izvan Sunečvog sustava.
Znanstvenici su također procijenili kako promjena godišnjih doba utječe na spektre. Doznali smo da postoji značajna sezonska varijabilnost u spektru Zemljine toplinske emisije, a snaga spektralnih značajki bio-indikatora, kao što su N2O, CH4, O3 i CO2, snažno ovisi o godišnjem dobu i geometriji gledanja, navode autori studije.
Studija je promatrala četiri različite geometrije promatranja: po jedna usmjerena na Sjeverni i Južni pol, jedna na afričko ekvatorijalno područje i jedna na pacifičko ekvatorijalno područje. Spektri su promatrani s instrumentom Atmospheric Infrared Sounder, koji se nalazi na NASA-inom satelitu Aqua. Znanstvenici su otkrili da ne postoji jedinstveni, reprezentativni uzorak Zemljinog spektra toplinskih emisija, jer sezonske promjene to onemogućuju.
Utjecaj godišnjih doba na promatranje
Umjesto toga, postoji značajna sezonska varijabilnost u Zemljinom termalnom emisijskom spektru, a snaga apsorpcijskih značajki biosignature snažno ovisi, i o godišnjem dobu, i o geometriji gledanja, pišu autori u studiji.
Istraživači su također otkrili da toplinske emisije uvelike variraju obzirom na geometriju promatranja Zemlje. Varijabilnost u očitanjima bila je puno veća tijekom vremena iznad kopnenih masa nego iznad oceana. Afrički ekvatorijalni pogled i pogled na Sjeverni pol bili su usredotočeni na kopnene mase i pokazali su veću varijabilnost.
Konkretno, pogled na pol sjeverne hemisfere (NP) i ekvatorijalni prikaz u središtu Afrike (EqA) pokazali su godišnje varijabilnosti od 33 posto, odnosno 22 posto na Zemljinoj vršnoj valnoj duljini od ≈ 10,2 µm, zaključili su autori studije.
Oceani su toplinski stabilniji
Ali toplinska stabilnost oceana značila je pak manju varijabilnost.
S druge strane, geometrija promatranja Zemlje s velikim udjelom mora, kao što je pol južne hemisfere (SP) i ekvatorijalni pogled usredotočen na Pacifik (EqP), pokazuju manje godišnje varijabilnosti zbog velike toplinske inercije oceana, napominju.
Ukupni zaključak ovog istraživanja je da se živ, dinamičan planet poput Zemlje, ne može okarakterizirati jednim spektrom toplinskih emisija. Previše se toga događa na Zemlji, a porh navedenog, nova se studija uopće nije ni bavila oblacima te njihovim učinkom na emisije u infracrvenom spektru. Za to će biti potrebna dodatna studija, kažu Mettler i njegov tim.
Odvajanje korisnih podataka od šuma
Isto tako napominju da su neke varijacije male i da će ih biti teško riješiti u promatranju dalekih planeta. Takozvani prljavi podaci mogli bi ih zamagliti.
Odvajanje tih varijacija od buke drugih podataka u budućim promatranjima egzoplaneta bit će izazov, pišu auori nove studije.
Složenost Zemlje čini je teškom metom za ovu vrstu promatranja, i autori to priznaju.
Koristeći Zemlju kao našu ispitnu platformu, naučili smo da se planet i njegove karakteristike ne mogu opisati jednim spektrom toplinske emisije, već su potrebna mjerenja u više epoha, po mogućnosti i reflektirane svjetlosti i toplinske emisije, napominje se u studiji.
Sad možemo egzoplanete promatrati na dva, komplementarna načina
Većina dosadašnjih detekcija egzoplaneta temelji se na nekoliko tranzita tih planeta ispred njihovih zvijezda, a to ima svoja ograničenja. Svemirski teleskop James Webb ima za cilj proučavati spektre nekih egzoplaneta s većom snagom, tako da se približavamo danu kada ćemo morati bolje razumjeti ono što vidimo, kad gledamo prema njima.
Ovo novo istraživanje testiralo je novu metodu promatranja egzoplaneta u srednjem infracrvenom, umjesto u reflektirajućem svjetlu. Mettler i njegovi suistraživači smatraju da njihova metoda može doprinijeti promatranjima egzoplaneta u reflektiranoj svjetlosti, novim jedinstvenim podacima.
Stoga zaključujemo da bi promatranje egzoplaneta s toplinskom emisijom moglo pružiti jedinstvene i komplementarne informacije, koje su neophodne za karakterizaciju zemaljskih planeta oko drugih zvijezda, zaključuju autori studije.
Izvor: Universe Today
