اگر زمین یک سیاره فراخورشیدی بود، آیا بیگانگان می توانستند حیات آن را کشف نمایند؟ - وبلاگ بینام

به گزارش وبلاگ بینام، زمین از منظر ستاره شناسان بیگانه چگونه به نظر می رسد؟ اگر آن ها نیز مانند ما در جستجوی نشانه های حیات در آسمان ها بودند، مشاهدات شان از زمین به آن ها چه چیزی را نشان می داد؟ محققان در مطالعه ای نو به این سوالات پرداخته اند.

به گزارش ساینس آلرت، این آزمایش در عین سرگرم نماینده بودن موارد زیادی به ما می آموزد. از بسیاری جهات، مطالعه سیاره ما و چگونگی به نظر رسیدن آن و سپس استنتاج نتایج، روش آسان تری است.

یک مطالعه تازه نشان می دهد که یافتن شواهدی از حیات روی زمین ممکن است به فصلی که ستاره شناسان بیگانه در آن سیاره ما را مشاهده می نمایند بستگی داشته باشد.

تقریباً هیچ چیز در علوم فضایی به مقدار یافتن یک سیاره بالقوه قابل سکونت باعث هیجان گسترده نمی شود. این دست اخبار مانند یک ویروس به وسیله اینترنت با جهش های جزئی از سایتی به سایت دیگر سرایت می نماید.

تا به امروز، ما تنها نگاهی اجمالی و نشانه هایی کوچک از سیارات فراخورشیدی به دست آورده ایم که نشان می داد این سیارات ممکن است بتوانند از حیات پشتیبانی نمایند. با این وجود هنوز راه دور و درازی برای رسیدن به نقطه ای که در آن بتوان گفت بله. این سیاره قابل سکونت است، احتیاج داریم و رسیدن به این نقطه به علم و استدلال ابتکاری زیادی احتیاج دارد.

اکنون یک مطالعه تازه ممکن است بتواند بخشی از راه رسیدن به آن نقطه باشد. مطالعه ای که به آنالیز ظاهر بیرونی زمین در فصول مختلف پرداخته است.

این مطالعه با عنوان زمین به عنوان یک سیاره فراخورشیدی به صورت پیش چاپ در وبسایت arXiv.org منتشر شده و نویسنده اصلی آن ژان نوئل متلر(Jean-Noel Mettler) بوده است. متلر دانشجوی دکترا در گروه فیزیک مؤسسه فناوری فدرال زوریخ(ETH) است.

ریشه های تاریخی این نوع تحقیقات به دهه 70 میلادی باز می شود، زمانی که فضاپیماها از سیارات منظومه شمسی ما بازدید می کردند. پایونیر 10 و 11 از مشتری و زحل و وویجر 1 و 2 از مشتری، زحل، اورانوس و نپتون تماشا می کردند.

این شروع راهی برای توصیف عمیق تر سیارات دیگر با مقدار گیری اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز بود و دانشمندان موارد زیادی در خصوص خواص جو سیاره ها، سطوح و تعادل انرژی در آنها آموختند.

اما امروزه، ما در زمان علوم سیارات فراخورشیدی زندگی می کنیم. ما در حال توسعه همان نوع مشاهدات روی سیاراتی هستیم که چندین سال نوری از ما فاصله دارند.

انواع مختلف سیاراتی که ما کشف نموده ایم به خودی خود جالب هستند، اما ما می خواهیم بدانیم که آیا موجودات دیگری در جایی در منظومه شمسی زندگی می نمایند یا خیر.

با پیشرفت فناوری ما، اخترشناسان ابزارهای قدرتمندتری برای مطالعه سیارات دوردست در اختیار خواهند داشت. یک تمدن دارای فناوری در جای دیگری در کهکشان راه شیری نیز احتمالاً فعالیتی مشابه اخترشناسان زمینی انجام خواهد داد.

در این مطالعه طیف تابش فروسرخ زمین، تأثیر مشاهدات هندسی بر آن طیف ها و چگونگی به نظر رسیدن زمین از دید یک ناظر دور مورد آنالیز نهاده شد.

محققان بعلاوه چگونگی تاثیر تغییر فصول بر طیف ها را ارزیابی کردند. آن ها متوجه شدند که تنوع فصل ها تاثیر قابل توجهی بر انتشار طیف حرارتی زمین دارد و قدرت ویژگی های طیفی شاخصه های زیستی مانند N2O، CH4، O3، و CO2، به فصول و هندسه رصدی(viewing geometry) بستگی دارد.

در این مطالعه به آنالیز چهار هندسه رصدی مختلف پرداخته شد: یکی در قطب شمال و جنوب، یکی در خط استوای آفریقا و دیگری در خط استوای اقیانوس آرام.

محققان دریافتند که هیچ نمونه و نماینده واحدی از طیف انتشار حرارتی زمین وجود ندارد زیرا تغییرات فصلی وجود آن را غیرممکن می نماید. در این مقاله آمده است که در عوض، تنوع فصلی تاثیر قابل توجهی بر طیف انتشار حرارتی زمین دارد.

محققان بعلاوه دریافتند که انتشارات حرارتی با تغییر در هندسه رصدی بسیار متفاوت می شوند. تنوع در خوانش ها در طول زمان بر فراز توده های خشکی بسیار بیشتر از اقیانوس ها بود. نمای استوایی آفریقا و نمای قطب شمال بر روی توده های خشکی متمرکز بودند و تنوع بیشتری را نشان دادند. این درحالی است که پایداری حرارتی اقیانوس ها به معنای تنوع کمتر است.

نکته کلی این تحقیق این است که یک سیاره زنده و پویا مانند زمین را نمی توان با تنها یک طیف انتشار حرارتی تعیین کرد. اینجا روی زمین اتفاقات زیادی می افتد و این مطالعه حتی به ابرها و تأثیر آنها هم نپرداخته است.

نویسندگان می نویسند: تحقیقات آینده باید برای آنالیز اینکه چگونه تراکم ابرها، فصلی بودن آنها و خواص فاز ترمودینامیکی آنها بر جو تأثیر می گذارد، انجام شود.

نویسندگان می گویند که بعضی از تغییرات جزئی هستند و هنگام رصد سیارات دور به سختی می توان آنها را رصد کرد. تفکیک کردن این تغییرات از نویزهای موجود در مشاهدات سیارات فراخورشیدی در آینده، یک چالش خواهد بود.

پیچیدگی زمین آن را به یک هدف سخت برای چنین رصدهایی تبدیل می نماید.

محققان می گویند: با استفاده از زمین به عنوان یک بستر آزمایشی، متوجه شدیم که یک سیاره و ویژگی های آن را نمی توان تنها با یک طیف انتشار حرارتی توصیف کرد و چندین دوره مقدار گیری ترجیحاً هم در نور بازتابی و هم در گسیل حرارتی، مورد احتیاج است.

بیشتر موارد ردیابی سیارات فراخورشیدی که ما انجام می دهیم بر اساس چندین گذر آن سیاره از مقابل ستاره اش است. که محدودیت هایی به همراه دارد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب میخواهد طیف بعضی از سیارات فراخورشیدی را با قدرت بیشتر مطالعه کند، بنابراین به روزهایی نزدیک می شویم که آنچه می بینیم را باید بهتر درک کنیم.

در این مطالعه روش تازهی برای مشاهده سیارات فراخورشیدی در طیف مادون قرمز میانی به جای نور بازتابی آزمایش شد.

متلر و همکارانش فکر می نمایند که روش آنها می تواند داده های منحصر به فردی را به مشاهدات سیارات فراخورشیدی در نور بازتابی بیافزاید.