Dažās pēdējās desmitgadēs ir atklājies eksploziju skaits atklāto planētu ārpus saules enerģijas. Sākot ar 2018. gada 1. aprīli, kopā 3 758 eksplanētas ir apstiprināti 2 808 sistēmās, un 627 sistēmās ir vairāk nekā viena planēta. Papildus mūsu zināšanu par Visumu paplašināšanai šī meklēšanas mērķis ir bijis atrast dzīvības pierādījumus ārpus mūsu Saules sistēmas.
Apmeklējot apdzīvojamas planētas, astronomi ir izmantojuši Zemi kā galveno piemēru. Bet vai mēs atpazītu patiesi “Zemei līdzīgu” planētu, ja mēs tādu redzētu? Šo jautājumu nesenā rakstā apskatīja divi profesori, no kuriem viens ir eksoplanētu mednieks, bet otrs - Zemes zinātnes un astrobioloģijas eksperts. Kopā viņi apsver, kādi sasniegumi (pagātne un nākotne) būs atslēga Zemes 2.0 meklēšanai.
Raksts ar nosaukumu “Zeme kā eksoplanete” nesen parādījās tiešsaistē. Pētījumu veica Tailers D. Robinsons, bijušais NASA pēcdoktorantūras stipendiāts un Arizonas ziemeļu universitātes docents, un Kristofers T. Reinhards - Džordžijas Tehnoloģiju institūta Zemes un atmosfēras pētījumu skolas docents.
Pētījuma dēļ Robinsons un Reinhards koncentrējas uz to, kā medības par apdzīvojamām un apdzīvotām planētām ārpus mūsu Saules sistēmas parasti koncentrējas uz Zemes analogiem. Tas ir sagaidāms, jo Zeme ir vienīgā planēta, kuru mēs zinām un kas var uzturēt dzīvību. Kā profesors Robinsons pa e-pastu stāstīja žurnālam Space Magazine:
“Zeme ir - šobrīd! - mūsu vienīgais apdzīvojamās un apdzīvotās pasaules piemērs. Tādējādi, kad kāds jautā: “Kā izskatīsies apdzīvojamā eksoplanete?” vai “Kā izskatīsies dzīvību nesošā eksoplanete?”, mūsu labākais risinājums ir norādīt uz Zemi un pateikt: “Varbūt tas izskatīsies daudz šādi.” Kaut arī daudzos pētījumos ir izvirzītas hipotēzes par citām apdzīvojamām planētām (piemēram, ar ūdeni pārklātām superzemēm), mūsu vadošais pilnībā funkcionējošās apdzīvojamās planētas piemērs vienmēr būs Zeme. ”
Tāpēc autori apsver, kā Saules sistēmas kosmosa kuģu veiktie novērojumi ir ļāvuši attīstīt pieejas, lai noteiktu apdzīvojamības un dzīves parakstu citās pasaulēs. Tie ietver Pionieris 10 un11 misijas un Voyager 1 un2 kosmosa kuģis, kurš 70. gados veica daudzu Saules sistēmas ķermeņu lidojumus.
Šīs misijas, kas veica pētījumus par Saules sistēmas planētām un pavadoņiem, izmantojot fotometriju un spektroskopiju, ļāva zinātniekiem daudz uzzināt par šo ķermeņu atmosfēras ķīmiju un sastāvu, kā arī par meteoroloģiskajiem modeļiem un ķīmiju. Turpmākās misijas to ir papildinājušas, atklājot galvenās detaļas par Saules planētu un pavadoņu virszemes detaļām un ģeoloģisko attīstību.
Turklāt Galileo zonde veica Zemes lidojumus 1990. un 1992. gada decembrī, kas planētu zinātniekiem sniedza pirmo iespēju analizēt mūsu planētu, izmantojot tos pašus rīkus un paņēmienus, kas iepriekš tika piemēroti visā Saules sistēmā. Tas bija arī Voyager 1 zonde, kas uzņēma tālu Zemes attēlu, kuru Karls Sagans sauca par “Pale Blue Dot” fotoattēlu.
Tomēr viņi arī atzīmē, ka Zemes atmosfēra un virszemes vide pirms 4,5 miljardiem gadu ir ievērojami attīstījusies. Faktiski saskaņā ar dažādiem atmosfēras un ģeoloģiskajiem modeļiem Zeme pagātnē ir atgādinājusi daudzas vides, kuras mūsdienu standartos uzskatītu par diezgan “svešām”. Tie ietver daudzos Zemes ledus laikmetus un agrākos laikus, kad Zemes pirmatnējā atmosfēra bija vulkāna izplūdes rezultāts.
Kā paskaidroja profesors Robinsons, tas rada dažus sarežģījumus, meklējot citus “bāli zilu punktu” piemērus:
“Galvenais sarežģījums ir piesardzība, lai neiekristu slazdos, domājot, ka Zeme vienmēr ir parādījusies tā, kā tā notiek mūsdienās. Tātad mūsu planēta patiesībā piedāvā milzīgu iespēju klāstu, kā varētu izskatīties apdzīvojamā un / vai apdzīvotā planēta. ”
Citiem vārdiem sakot, mūsu medības par Zemes analogiem varētu atklāt pārpilnību pasaulēm, kas ir “Zemei līdzīgas” tādā nozīmē, ka tās atgādina iepriekšējo (vai nākamo) Zemes ģeoloģisko periodu. To skaitā ir “Snowball Earth’s”, ko klāj ledus loksnes (bet tomēr varētu būt dzīvības nesošas), vai pat tas, kā Zeme izskatījās Hādes vai Arhejas eonu laikā, kad vēl nebija notikusi skābekļa fotosintēze.
Tam būtu ietekme arī uz to, kāda veida dzīve tur varētu pastāvēt. Piemēram, ja planēta vēl ir jauna un atmosfēra joprojām bija tās sākotnējā stāvoklī, dzīve varētu būt stingri mikrobu formā. Tomēr, ja planēta bija miljardiem gadu veca un starpglaciālā periodā, iespējams, ir izveidojušās sarežģītākas dzīvības formas, kas klīst pa Zemi.
Robinsons un Reinhards turpina apsvērt, kāda turpmākā attīstība palīdzēs “gaiši zilo punktu” atzīmēšanā. Tajos ietilpst tādas paaudzes teleskopi kā Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) - plānots izvērst 2020. gadā - un Plaša lauka infrasarkano staru teleskops (WFIRST), kas pašlaik tiek izstrādāts. Pie citām tehnoloģijām pieder tādi jēdzieni kā Starshade, kas paredzēta, lai novērstu zvaigžņu atspīdumu, lai eksoplanetes varētu tieši attēlot.
"Patiesu bāli zilu punktu - ar ūdeni pārklātu sauszemes pasauli - apsekošanai Saulei līdzīgu zvaigžņu apdzīvojamā zonā - būs nepieciešami uzlabojumi mūsu spējā" tieši attēlot "eksoplanētas," sacīja Robinsons. “Šeit jūs izmantojat vai nu optiku teleskopa iekšpusē, vai futūristiski skanošu“ starshade ”, kas lido pāri teleskopam, lai izdzēstu spožas zvaigznes gaismu, tādējādi ļaujot jums redzēt nelāgu planētu, kas riņķo ap šo zvaigzni. Lai pilnveidotu šīs tehnoloģijas, strādā vairākas dažādas pētījumu grupas, arī dažas NASA centros. ”
Kad astronomi spēs tieši uztvert klinšainās eksoplanetes, viņi beidzot varēs detalizēti izpētīt savu atmosfēru un precīzāk noteikt ierobežojumus viņu potenciālajai apdzīvošanai. Pēc tam var pienākt diena, kad mēs varēsim attēlot šo planētu virsmas, izmantojot vai nu ārkārtīgi jutīgus teleskopus, vai kosmosa kuģu misijas (piemēram, Project Starshot).
Joprojām nav redzams, vai atrodam citu “Bāli zilu punktu”. Bet nākamajos gados mēs beidzot varam iegūt labu priekšstatu par to, cik patiesībā ir izplatīta (vai reta) mūsu pasaule.
