2023 Autor: Brooke Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-05-20 23:53
Jev, který způsobuje jiskření diamantu, by mohl být použit k nalezení velkých vodních ploch na skalnatých planetách podobných Zemi, říká Darren M. Williams, hlavní autor článku v Icarus, který tento proces popisuje.
Trik, říká, je hledat planety, když jsou ve fázi vzestupu, ideálně na oběžných drahách, které leží v úhlu k Zemi. V této poloze by záře odrážející se od vody učinila planetu nezvykle jasnou.
"Fáze půlměsíce je místo, kde by se světlo hvězd odráželo od okraje planety směrem k našim dalekohledům," říká Williams, docent fyziky a astronomie na Penn State Erie. "To by bylo, když světlo přichází na povrch ve velmi strmém úhlu a zrcadlový odraz by byl nejsilnější a nejintenzivnější."
Williams provedl simulace idealizovaných planet bez mraků se třemi typy povrchů: nezamrzlá země, sníh a led a voda. Jeho cílem bylo zjistit, do jaké míry by přítomnost vody přispěla ke světlu pocházejícímu z planety v jiné sluneční soustavě.
Zjistil, že pro mírně nakloněné systémy by odraz od vody byl nejsilnějším signálem, zvláště pokud by byla planeta pozorována ve fázi srpku. Když se hvězda objeví přímo nad vodní plochou, téměř všechno světlo je absorbováno. Ale z úhlu pohledu se většina světla odráží. Tvar světelné křivky by pomohl odlišit planety podobné Zemi s vodou od těch bez.
Víc, než se na první pohled zdá
Na Floridské univerzitě se Dr. Eric Ford také učil o tom, jak světlo může odhalit přítomnost ledu, písku, vegetace a vody. Asymetrie světelné křivky planety v průběhu času by mohla naznačovat velké sezónní transformace nebo vzory počasí způsobené odlivem a odlivem mraků.
Teplejší planety bez ledu mohou například zažít velký rozkvět rostlin nebo oceánských řas, což změní způsob, jakým planeta odráží světlo. Vědci mohli tyto změny detekovat hledáním určitých signatur v barvách planety a měřením jejich intenzity. Zatímco fluktuace by signalizovaly nějaký typ povrchového útvaru, vědci by potřebovali mnohem více sledování, než by mohli s jistotou říci, co to způsobilo.
"Mohlo by to být voda a země, mohly by to být nějaké další kapaliny, zvláště tam, kde je to dále, kde byste mohli mít metan, jako na Titanu," říká Ford. Ale vysvětluje, že vědci by mohli vyloučit mnoho alternativ pomocí jiných metod.
„Pokud máme představu o tom, jak daleko je planeta od hvězdy a jak jasná je hvězda, pak bychom možná mohli říci, že metan by při těchto teplotách nebyl kapalný,“například. Vědci by mohli zúžit možnosti porovnáním svých zjištění a mohli by dojít k závěru, že jediným logickým vysvětlením je přítomnost vody, „zejména pokud existují spektroskopické důkazy o přítomnosti vodní páry v atmosféře,“říká Ford.
Experimenty z meziplanetárního prostoru
Pohled na planety o velikosti Země mimo naši vlastní sluneční soustavu bude vyžadovat pokročilé nové dalekohledy využívající moderní technologie v plném rozsahu. Dva navrhované pokusy, NASA Terrestrial PlanetFinder (TPF) a Darwinova mise Evropské vesmírné agentury (ESA), oba budou mít nástroje schopné zachytit jiskru oceánu.
Způsob, jakým jsou tyto nástroje navrženy a vyrobeny, bude částečně založen na výsledcích toho, co Williams vidí na Zemi z Marsu a Venuše.
Williams využívá pozorovací čas na orbiterech Venus Express a Mars Express ESA k pozorování Země z meziplanetárního prostoru. Z Marsu jsou vidět všechny zemské fáze, ale z Venuše jsou vidět pouze kulovité (více než poloplné) a plné fáze Země. Bez ohledu na to může Williams použít výsledky k testování svých předpovědí.
"To je z mého hlediska nejvíce vzrušující aplikace," říká, "pozorování extrémních odlesků od oceánů Země, jak je vidět z MarsExpress."
Dívat se na pozemské planety, když jsou ve fázi srpku, kdy je osvětlena jen malá část jejich disku, bude extrémně obtížné, možná to zabere dva nebo dokonce tři týdny pozorování. Ale, jak zdůrazňuje Williams, ze všech extrémně obtížných měření plánují astronomové udělat, může to být jeden z nejjednodušších.