Нов подход: Земята като тестов обект за оценка на ефективността на планираната космическа мисия LIFE
LIFE (Large Interferometer For Exoplanets – Големият интерферометър за екзопланети) е името на евентуална бъдеща галактическа задача в междинната инфрачервена област. Тя е предопределена за проучване на атмосферите на екзопланетите и за търсене на живот отвън Слънчевата система. Ръководена от Цюрихския институт EHT, задачата LIFE би могла един ден да открие живот на други планети. Ако несъмнено въобще има подобен.
За да ревизират дали това в действителност е допустимо, физиците от EHT и Университета в Цюрих организираха проучване, в което третираха нашата Земя като екзопланета. Резултатите демонстрират, че да, LIFE може вярно да дефинира Земята като планета, на която може да се развива живот. С откриваеми равнища на биоиндикатори, сдържан климат и условия, които обезпечават течна вода на повърхността.
Мисията LIFE има за цел да направи най-подробното до момента изследване на сходни на Земята екзопланети. Това са скалисти светове с размери и температури, сравними с тези на нашата планета. На тези светове един ден задачата може да успее да открие признаци на извънземен живот.
Петте спътника на задачата LIFE са свързани в огромен галактически телескоп. Концепцията на задачата включва слагането на пет дребни спътника в точката на Лагранж L2 на системата Земя-Слънце, покрай галактическия телескоп Джеймс Уеб. Заедно тези спътници образуват огромен телескоп, който ще работи като интерферометър, улавящ инфрачервеното топлинно лъчение от екзопланетите.
Земята като екзопланета
За да завършат плана, учените трябваше да отговорят на два значими въпроса по отношение на потреблението на нашата планета. Първо: в случай че някой огромен телескоп наблюдаваше Земята от космоса, какво инфрачервено лъчение щеше да записва?
Тъй като Земята ще бъде следена от огромно разстояние, тя ще наподобява като точка, без никакви разпознаваеми характерности като море или планини. Точно както екзопланетите, които следим през днешния ден. Това значи, че спектрите биха били пространствени и времеви междинни стойности, според от това кои елементи на планетата следи телескопът, според от ъглите и наклоните и продължителността на времето.
Вторият въпрос е: в случай че тези спектри, осреднени за няколко наблюдения, се проучват за приемане на информация за атмосферата и изискванията на повърхността на Земята, по какъв начин тези резултати ще зависят от фактори като геометрията на наблюдението и сезонните промени?
Четирите изучени геометрии за наблюдаване. От ляво на дясно: Северният полюс (NP), Южният полюс (SP), тропичен аспект, насочен към Африка (EqA), и тропичен аспект, насочен към Тихия океан (EqP). Тъй като външният тип на геометриите за наблюдаване на ниските ширини се трансформира при въртенето на планетата, двата екваториални изгледа EqA и EqP са обединени в една геометрия за наблюдаване – EqC. По този метод откривателите преглеждат три разновидността на геометрията на наблюденията. Два изгледа от полюсите, един тропичен аспект, концентриран върху Африка, и различен тропичен аспект, концентриран върху Тихия океан. Освен това те ще се концентрират върху данните, записани през януари и юли, с цел да отчетат огромните сезонни съмнения.
Да, ние можем да открием обитаема планета
Основният резултат от изследването е въодушевяващ. Ако галактически телескоп като LIFE следи планетата Земя, той ще открие признаци на сдържан, населен свят. Чрез съчетание на топлинните спектри от емпиричен набор от данни от наблюдения на Земята, допълнени с шумовия модел на LIFE за основаване на фиктивни наблюдения, екипът съумява да открие атмосферни концентрации на въглероден диоксид, вода, озон и метан в инфрачервените спектри на земната атмосфера. Както и условия на повърхността, които допускат съществуването на вода. Данните за озона и метана са изключително значими, защото тези газове се създават от биосферата на Земята.
Още по-важно е, че тези резултати са самостоятелни от геометрията на наблюденията. Това е доста добра вест, защото точната геометрия на наблюденията за бъдещите наблюдения на сходни на Земята екзопланети евентуално няма да бъде известна.
Що се отнася до сезонността, нещата са малко по-сложни. Трябва да се вземат поради сезонните атмосферни съмнения, които сигурно ще внесат отклоняване в осреднените спектри.
Като цяло обаче изследването демонстрира, че галактическите задачи от последващо потомство като LIFE могат освен да оценят дали околните екзопланети с сдържан климат са обитаеми. Но и дали са населявани.
