Ако астрономите трябваше да наблюдават Земята от друга слънчева система, биха ли могли да кажат, че на нашата планета кипи живот? Изследвайки Земята по същия начин, по който гледаме на екзопланетите – планети, обикалящи около други звезди – може да подобрим шансовете за откриване на извънземни организми в далечни светове, предполагат изследователи.
От 1999 г. насам процесът за откриване на екзопланети, известен като транзитен метод, разкри хиляди светове чрез измерване на мимолетни спадове в яркостта на звездите, които планетите обикалят. Никой не знае дали тези светове са домакини на живот или не, но ако учените надникнат към Земята с помощта на транзитния метод, те вероятно ще забележат редица знаци на живота.
След като тези подписи бъдат идентифицирани от наблюденията на Земята, експертите могат да търсят същите улики и при екзопланетите.
Учените наскоро описаха този подход като концепция за мисия, наречена Earth Transit Observer (ETO), представяйки го на 17 март на 52-рата конференция за Лунна и планетарна наука 2021 г., проведена онлайн тази година поради пандемията COVID-19.
Повечето от екзопланетите, за които знаем, са открити чрез транзитния метод, съобщават от НАСА. Мощните телескопи, като космическия телескоп Kepler и транзитния спътник за изследване на екзопланетите (TESS), могат да открият кога преминаването на орбитална планета за кратко затъмнява светлината на звездата, дори за звезди, които са на хиляди светлинни години. Учените могат да преценят колко голяма е такава планета въз основа на това колко светлина тя блокира. Те могат също така да изчислят размера на орбиталната й пътека, като измерват колко време минава между затъмняващите събития.
Размерът и температурата на приемащата звезда и колко близо или далеч от нея е планетата, дават повече улики за това колко гостоприемна за живота може да бъде една екзопланета. Транзитите също могат да дадат някои данни за атмосферата на екзопланета. По време на транзит светлината на звездата се филтрира през атмосферни молекули, които поглъщат определени честоти.
Резултатът може да помогне на изследователите да идентифицират елементи като кислород и метан. Такива подписи обикновено са толкова малки, че астрономите се нуждаят от десетки транзитни наблюдения, за да потвърдят наличието на тези елементи, се казва в изявление на учените.
Други фактори на планетата и звездата обаче също могат да повлияят на показанията на атмосферните молекули. Например, планетите изпитват промени в своите сезони, метеорологични модели и океански течения, докато слънчевата активност – като приливите и отливите на слънчевите ветрове и образуването на мощни слънчеви бури – също е силно променлива. Всяко от тези условия може да формира атмосферното поведение по време на различни транзити, като потенциално влияе на съотношенията на атмосферните молекули и елементи.
За да разберете тези променливи, „трябва да познавате звездата, както и да предвиждате как ще изглежда планетата, обикаляща около нея“, казва Лора Майорга, водещ автор на статия за предложението за мисията ЕТО в The Planetary Science Journal.
Това може да бъде предизвикателство, когато и звездата, и екзопланетата са непознати, добави тя.
„Това е много труден проблем“, заявява и Майго, астроном от лабораторията по приложна физика на университета „Джон Хопкинс“ в Лоръл, Мериленд.
За щастие учените вече имат всички тези отговори за двойка звезда и населена планета: Земя и Слънце. За мисията на ETO, малък сателит с оборудване, способно да изобразява светлинния спектър от почти виолетово до близко инфрачервено, ще наблюдава Земята, когато тя преминава пред слънцето. Спектрографът ще провери за признаци на вода и въглероден диоксид, както и двойки биоподпис – кислород и метан и озон и метан – които заедно показват условията, които са благоприятни за съществуване на живот (разбира се, остава да се види дали такива подписи са уникални за живота на Земята).
„Техниката на транзит, използвана от такова разследване, ще бъде същата, която ще бъде използвана от космическия телескоп“ Джеймс Уеб „(JWST) за изследване на някои от хилядите известни екзопланети, преминаващи пред техните звезди „, пишат учените в презентацията. Сателитът ETO ще наднича към Земята от разстояние 1,5 милиона километра, около мястото, където JWST ще обикаля около Слънцето, след като стартира на 31 октомври.
Тъй като променливите на климата на Земята и моделите на активност на нашето Слънце са добре известни, учените могат да наблюдават как те влияят на показанията на атмосферните молекули и след това да прилагат това при наблюдения на „новите Земи“, според статията.
„Слънчевата система е единственото място, където знаем всички верни отговори на нещата. Можем да тестваме нашите техники, да разберем техните ограничения и да установим връзки между резултатите “, се казва в изявлението на Майорга.
„Можем ли тогава да свържем това с наблюденията, които обикновено правим на екзопланети, и да тестваме метода при наблюдения с нисък сигнал? Това е наистина нещото, което искаме да постигнем“, добавя Майорга.
Учените планират да представят предложението за ETO в програмата за пионери на астрофизиката на НАСА през есента на 2021 г., се казва в изявлението. Тази програма разработва астрофизични мисии, които използват по-малко оборудване и изискват по-малки бюджети от мисиите в Програмата за изследване на агенцията, обясняват от НАСА.
