Znanstvenici su predstavili metode kojima bi budući NASA-in teleskop mogao izravno otkriti tekuću vodu na površini egzoplaneta – ključan korak u potrazi za životom izvan Zemlje.
Cilj: izravno promatranje nastanjivih svjetova
Habitable Worlds Observatory (HWO), ambiciozni svemirski teleskop koji NASA planira lansirati tijekom sljedećeg desetljeća, bit će prvi instrument sposoban za izravno snimanje i karakterizaciju desetaka potencijalno nastanjivih egzoplaneta. Njegova primarna misija uključuje identifikaciju najmanje 25 planeta na kojima bi mogla postojati tekuća voda – preduvjet za život kakav poznajemo.
U novom radu objavljenom na otvorenom serveru arXiv, tim znanstvenika predvođen Nicolasom Cowanom s Odsjeka za fiziku Sveučilišta McGill u Montrealu opisuje na koji bi način HWO mogao prepoznati prisutnost oceanskih površina na udaljenim svjetovima pomoću optičkih svojstava reflektirane svjetlosti.
“Planeti s velikim površinskim vodenim masama imaju stabilniju i umjereniju klimu, što ih čini najpogodnijima za razvoj života”, pišu autori studije. “Stoga je jedan od ključnih znanstvenih ciljeva HWO-a identificirati planete s površinskom tekućom vodom.”
Svjetlost na pravom mjestu mogao bi otkriti ocean
Tekućine, poput oceana, reflektiraju svjetlost drugačije nego krute površine. Kada svjetlost padne na vrlo glatku površinu – poput mirnog mora – reflektira se na specifičan način poznat kao spekularna refleksija ili “glint”. Ovaj efekt stvara izrazito svijetle točke na površini planeta ako ga promatramo iz pravog kuta.
Znanstvenici ističu kako bi HWO mogao detektirati rotacijsku varijabilnost u svjetlosti egzoplaneta, odnosno promjene uzrokovane izmjenom površinskih značajki – poput kopna i oceana – tijekom rotacije planeta. Iako mnogi egzoplaneti orbitiraju oko crvenih patuljaka i zbog plimnog zaključavanja uopće ne rotiraju, promjene u orbitalnim fazama ipak bi mogle razotkriti razliku između svjetlosti reflektirane s čvrstih površina i one sa vodenih.
“Površinski oceani mogu se prepoznati kao tamnija područja tijekom kvadrature ili faza u kojima je veći dio planeta osvijetljen, a zatim se pojavljuju kao reflektirajuće i linearno polarizirane površine u fazi srpa”, pojašnjava tim u radu.
Preciznost i stabilnost ključni su za uspjeh
Identifikacija oceana zahtijevat će iznimno precizna i vremenski razlučiva mjerenja reflektirane svjetlosti planeta. Kako bismo to ostvarili, potrebno je mapirati površinu egzoplaneta s visokom fotometrijskom točnošću – izazov koji dodatno otežava prisutnost oblaka.
“Oblaci predstavljaju prepreku u svim slučajevima: moguće je mapirati samo dijelove planeta bez oblaka, a promjenjiva naoblaka dodatno komplicira postupak”, upozoravaju Cowan i suradnici.
Za uspješno određivanje perioda rotacije planeta, HWO bi morao obaviti najmanje četiri zasebna mjerenja po rotaciji. Budući da većina planeta vjerojatno rotira unutar nekoliko desetaka sati – poput Zemlje – teleskop mora biti optički i fotometrijski stabilan upravo u tim vremenskim okvirima.
Autori zaključuju kako bi mapiranje površina egzoplaneta pomoću teleskopa HWO dodatno profitiralo od simultanih mjerenja u više valnih duljina te od poboljšane osjetljivosti na male promjene u svjetlosti.
HWO kao dio šire svemirske strategije
Iako još uvijek u fazi planiranja, HWO bi se uklopio u širu znanstvenu mrežu istraživanja egzoplaneta. Europski Ekstremno veliki teleskop (ELT) uskoro će započeti s promatranjima, a planira se i izgradnja američkog ekvivalenta. Oba bi trebala tražiti biopotpise – kemijske tragove života – u atmosferama planeta oko obližnjih crvenih patuljaka.
Još jedan ambiciozan projekt, svemirski interferometar LIFE (Large Interferometer For Exoplanets), mogao bi neizravno detektirati prisutnost oceana analizom kako velike vodene mase ublažavaju sezonske temperaturne razlike.
“Takva klimatska ograničenja bila bi komplementarna izravnim podacima koje bi pružio HWO”, navodi se u studiji.
Za kraj, autori ističu da bi otkriće oceana na udaljenom planetu predstavljalo prekretnicu u razumijevanju egzoplaneta, njihove nastanjivosti i uloge vode u oblikovanju planeta.
“HWO je jedinstveno sposoban identificirati površinske tekuće oceane putem njihovih optičkih svojstava. Budući da bi otkriće oceana na egzoplanetu potvrdilo njegov status kao nastanjivog svijeta, upravo je ta znanstvena misija razlog postojanja teleskopa Habitable Worlds Observatory,” zaključuju Cowan i kolege.
🔵 Pridružite se razgovoru!
Imate nešto za podijeliti ili raspraviti? Povežite se s nama na Facebooku i pridružite se zajednici znatiželjnih istraživača u našem Telegram kanalu. Za najnovija otkrića i uvide, pratite nas i na Google Vijestima.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
