I de sidste ti år har der været en kraftig stigning i interesse og forskning i planeter uden for solsystemet eller eksoplaneter.
I løbet af denne tid blev de fleste af de 4.000 eksoplaneter, vi kender i dag, opdaget. Det var i denne periode, at processen gradvist begyndte at bevæge sig fra opdagelsesstadiet til læringsstadiet. Desuden tillader næste generations instrumenter i de kommende årtier forskning, der giver nøjagtige oplysninger om overfladestrukturen og atmosfæren på exoplaneter.
Spørgsmålet rejser naturligvis her: hvad ville mere avancerede civilisationer se, hvis de studerede vores planet? Ved hjælp af Jordens multi-bånd strålingsdata kunne et team af videnskabsfolk ved Californiens teknologiske institut skabe et kort, der giver en idé om, hvordan Jorden kan se ud for fjerne observatører uden for solsystemet. Ud over at tilfredsstille enkel videnskabelig nysgerrighed kan denne undersøgelse også hjælpe astronomer i fremtiden med at rekonstruere overfladefunktionerne på "jordlignende planeter", der er egnede til livet.
Forskningsartiklen, der beskriver gruppens fund, offentliggøres i Astrophysical Journal Letters med titlen Earth som en Exoplanet: A 2D Map for Aliens. Forskningsteamet, ledet af Siteng Fan, omfattede også adskillige forskere fra Department of Geological and Planetary Sciences (GPS) fra Californiens Institut for Teknologi og NASAs Jet Propulsion Laboratory.
I søgningen efter potentielt beboelige planeter uden for solsystemet er forskere i dag tvunget til at bruge en indirekte metode. I betragtning af at de fleste eksoplaneter ikke er muligt at studere direkte, det vil sige for at få et direkte billede for at finde ud af, hvordan deres atmosfære eller overfladefunktioner er sammensat, skal forskere være tilfredse med indikatorer, hvorved man kan bedømme, hvor meget en planet ligner Jorden.
Som Siteng Fan fortalte Universe Today, skyldes dette mange af de begrænsninger, som astronomer, der udforsker exoplaneter, er nødt til at stille op med i øjeblikket.
Salgsfremmende video:
”For det første giver den nuværende exoplanet-forskning endnu ikke en klar idé om de mindstekrav, som en planet skal opfylde, der er egnet til menneskeliv. Der er visse kriterier, men vi er ikke sikre på, om de er tilstrækkelige eller nødvendige. For det andet, selv med disse kriterier på plads, kan aktuelle observationsmetoder ikke kaldes effektive nok til at bekræfte den potentielle egnethed til livet, især når det kommer til eksoplaneter som Jorden på grund af vanskeligheden med at opdage dem."
Baseret på det faktum, at Jorden er den eneste planet, der er i stand til at støtte livet, har et team af videnskabsfolk antaget, at fjernobservationer af Jorden kunne give de oplysninger, der er nødvendige for at detektere beboelige planeter.”Jorden er den eneste planet, vi kender til, der har liv,” sagde Fan.”Undersøgelse af, hvad det kan ses af observatører fra et fjernt punkt i universet, giver os retning og vejledning i vores søgning efter potentielt beboelige exoplaneter.”
Et af de vigtigste elementer i Jordens klima, som er kritisk for alt liv på dens overflade, er den trefasede vandcyklus. Vi taler om tilstedeværelsen af vanddamp i atmosfæren, skyer, som er akkumuleringer af kondenseret vand og is, samt vandmasser på planetens overflade.
Således kan de ses som potentielle tegn på egnethed til livet eller endda tegn på dens eksistens, som kan observeres i stor afstand. Det følger heraf, at evnen til at identificere overfladestrukturen og tilstedeværelsen af skyer på exoplaneter er et nøglekrav, som skal opfyldes af forskning for at fastlægge deres potentielle beboelsesevne.
For at bestemme, hvordan Jorden ville se ud for fjerne observatører, indsamlede forskere omkring 10.000 billeder taget af NASA's Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) satellit. Billeder blev taget i en periode på to år (2016-2017) i gennemsnit hvert 68-110 minut. De var i stand til at fange lys reflekteret fra jordens atmosfære i forskellige bølgelængder.
Phan og hans kolleger kombinerede derefter billederne til at danne et 10-punkts reflektionsspektrum, som derefter blev integreret med jordens disk. Det resulterende billede stemmer overens med, hvordan Jorden kan se ud for en iagttager mange lysår væk, hvis de studerede Jorden over en toårsperiode.
Efter at have analyseret de opnåede kurver og sammenlignet dem med de originale billeder fandt forskerne ud af, hvilke parametre af disse kurver svarer til jordoverfladen og skydækket. De valgte derefter de indikatorer, der er mest knyttet til land og justerede dem til at tage højde for Jordens 24-timers omsætning. Resultatet var et konturkort, der er vist på figuren, der omtrent svarer til udsigten over Jorden fra en afstand af flere lysår.
De sorte streger repræsenterer overfladefunktioner og svarer groft til kystlinjen på de store kontinenter. De grønne zoner repræsenterer nogenlunde positionerne i Afrika (centrum), Asien (øverst til højre), Amerika (venstre) og Antarktis (nederst). Hvad der ligger mellem dem repræsenterer verdens oceaner, hvor lavere områder er markeret med røde og dybere områder i blåt.
En sådan visualisering, der anvendes på lyskurverne fra fjerne planeter, kan give astronomer mulighed for at vurdere, om eksoplaneten har oceaner, skyer og iskapper, det vil sige finde ud af alt, hvad der er nødvendigt for at anerkende det som potentielt beboeligt.
Siteng Phan konkluderede,”Analysen af lyskurverne i dette arbejde er vigtig for at bestemme de geologiske træk og klimatiske systemer på exoplaneten. Vi fandt, at ændringer i jordens lyskurve hovedsageligt er drevet af skyer og land-havgrænsen. Begge disse faktorer er kritiske for muligheden for liv på Jorden. Således er eksoplaneter som Jorden, der har sådanne træk, mest sandsynligt at være beboelige."
I den nærmeste fremtid vil næste generations instrumenter som James Webb Space Telescope (JWST) muliggøre de mest detaljerede undersøgelser af eksoplaneter. Derudover forventes jordbaserede instrumenter, der vil komme i drift i det næste årti, såsom Extremely Large Telescope (ELT), Thirty Meter Telescope (TMT) og Giant Magellanic Telescope (GMT), at muliggøre direkte efterforskning små stenede planeter, der kredser rundt om deres stjerner.
Med forskning, der hjælper med at bestemme overfladestruktur og atmosfæriske forhold, kan astronomer endelig med tillid sige, hvilke exoplaneter der er beboelige, og hvilke ikke. Med andre ord, med lidt held er opdagelsen af Earth-2 eller for den sags skyld endda flere jordarter muligvis ikke langt væk.
Igor Abramov