Kako će NASA-ova buduća misija Opservatorij Habitable Worlds (HWO) moći razlikovati planete veličine Zemlje od ostalih egzoplaneta, osobito one u nastanjivoj zoni svojih zvijezda? Na to pitanje odgovara novo istraživanje prihvaćeno za objavu u časopisu The Astronomical Journal. Međunarodni tim znanstvenika procjenjuje mogućnosti i ograničenja HWO-a te navodi što bi ovaj teleskop morao postići kako bi doista otkrio i istražio planete nalik Zemlji.
Bioverse simulacije i važnost albeda
Znanstvenici su koristili računalne simulacije nazvane Bioverse kako bi procijenili na koji će način HWO moći identificirati planete veličine Zemlje na temelju albeda – sposobnosti planeta da reflektira zračenje svoje zvijezde, koja se izražava vrijednostima između 0 i 1. Cilj je bio utvrditi može li HWO pouzdano prepoznati slabije signale albeda malih stjenovitih planeta, za razliku od velikih plinovitih divova čiji se albedo jednostavnije mjeri.
Zaključak je da će teleskop namijenjen prepoznavanju nastanjivih svjetova morati imati osjetljivost i tehničke mogućnosti veće od minimalnih zahtjeva koje je postavio Astro2020 Decadal Survey, strateški dokument američke astronomije.
“Ovim istraživanjem pokazali smo kako okvir Bioverse može simulirati mogućnosti budućih misija s izravnim snimanjem planeta i testirati hipoteze o povezanosti albeda i zračenja koje primaju,” istaknuli su autori. Dodali su da će se isti pristup u budućnosti koristiti i za analizu drugih značajki populacija egzoplaneta, čime će se utvrditi jesu li određeni dizajni HWO-a u stanju prikupiti reprezentativan uzorak planeta potreban za ozbiljna znanstvena otkrića.
Albedo kao ključ za razumijevanje planeta
Albedo pruža podatke o prisutnosti oblaka, vodenih površina i atmosferskom sastavu planeta, čimbenicima presudnima za procjenu potencijalne nastanjivosti. Povezan je i s temperaturom: oblaci reflektiraju više svjetlosti i time povećavaju albedo, dok sastav atmosfere otkriva radi li se o stjenovitom ili plinovitom tijelu.
Jedan od najekstremnijih primjera egzoplaneta s visokim albedom je LTT 9779 b, veličine Neptuna, udaljen oko 264 svjetlosne godine. Njegov albedo iznosi čak 0,8 (80%), a znanstvenici smatraju da je za tako visoku reflektivnost zaslužan sloj silikatnih oblaka obogaćenih titanijem. Planet ujedno ima ekstremnu temperaturu od oko 2000 °C jer za obilazak svoje zvijezde treba svega 0,8 dana.
Za usporedbu, albedo Zemlje iznosi 0,3, Jupitera 0,5, Venere 0,76, a Saturnova mjeseca Enkelada čak 0,81 zbog površine prekrivene ledom. Jupiter i Venera visoku reflektivnost duguju gustom pokrovu oblaka.
Ambiciozni ciljevi HWO-a
NASA planira lansirati HWO tijekom 2040-ih godina. Primarni cilj bit će izravno snimanje i identifikacija najmanje 25 planeta veličine Zemlje u nastanjivoj zoni. Nakon toga, njihova će se atmosfera analizirati metodom spektroskopije, kojom se proučava svjetlost filtrirana kroz plinske omotače planeta. Tom je metodom, primjerice, teleskop James Webb već detektirao molekule vode, ugljikova dioksida i sumporova dioksida.
Kako bi otkrio planete zaklonjene sjajem matične zvijezde, HWO će koristiti koronograf, instrument koji blokira snažnu zvjezdanu svjetlost i omogućava uočavanje slabijeg planetarnog odsjaja. Upravo je ovakav pristup posljednjih godina postao ključan u otkrivanju egzoplaneta.
Ako uspije ostvariti postavljene ciljeve, Opservatorij Habitable Worlds mogao bi prvi put u povijesti pružiti detaljne podatke o atmosferama planeta sličnih Zemlji i približiti nas odgovoru na pitanje postoji li još nastanjivih svjetova u svemiru.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
