Kolory planet pomocą w poszukiwaniach drugiej Ziemi?

0

Planety naszego układu słonecznego przejawiają niekiedy dramatyczne różnice w barwie swojej powierzchni – od rdzawoczerwonego Marsa do głębokiej, niebieskiej barwy charakterystycznej dla Ziemi. W niedawno opublikowanej pracy naukowej, zespół uczonych pod kierownictwem Lucy McFadden, astronoma NASA, oraz Carolyn Crow z UCLA, pozwoliła na opracowanie metody różnicowania planet na podstawie koloru ich powierzchni. Pod tym względem Ziemia jest unikalnym obiektem w naszym systemie słonecznym.

Zaprezentowana technika może w przyszłości okazać się pomocna w identyfikacji charakterystyk planet pozasłonecznych na podstawie ich barw. Pozwoliłoby to na wstępną selekcję celów, które mogłyby zostać później poddane bardziej szczegółowym badaniom za pomocą instrumentów, obserwatoriów i urządzeń całkowicie nowego typu.

Program badawczy zapoczątkowano w 2008 roku, mniej więcej w czasie gdy nowe dane na temat barw planet w naszym układzie słonecznym stały się dostępne. Źródłem tych obrazów była sonda Deep Impact, która oczekując na przelot w pobliżu komety 103P/Hartley 2, obserwowała między innymi Ziemię za pomocą zestawu swoich siedmiu filtrów instrumentu HRI, aby spróbować odpowiedzieć na pytanie jak nasza “błękitna kropka” wyglądałaby dla astronoma żyjącego na planecie pozasłonecznej.

{youtube}1djgkD0EYv0|500|306{/youtube}
Carolyn Crow tłumaczy podstawy i rezultaty zastosowania nowej metody w odniesieniu do planet Układu Słonecznego (NASA/GSFC/Youtube/djxatlanta)

Poznanie odpowiedzi pozwoliłoby na opracowanie metod identyfikacji ziemiopodobnych planet w innych systemach słonecznych, kiedy postęp w technologiach obserwacji umożliwi bezpośrednie rejestrowanie ich światła.

Ziemię obserwowano z użyciem instrumentu HRI sondy Deep Impact/EPOXI w różnych zakresach spektralnych, począwszy od ultrafioletu, na podczerwieni kończąc. Nasza planeta nie była jednak jedynym samotnym celem urządzenia sondy – HRI dostarczył również zdjęć Księżyca oraz Marsa. Następnie, informacje te uzupełniono o brakujące dane na temat barw pozostałych planet Układu Słonecznego – Merkurego, Wenus, Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna. W modelu uwzględniono także Tytana – największy księżyc Saturna.

Niestety, proste porównanie barw ze wszystkich zakresów spektralnych nie wchodziło w grę – efekt tego podejścia okazał się być zbyt chaotyczny. Jednak zespół odkrył, że kombinacja trzech filtrów – czerwonego, zielonego i niebieskiego (a więc obraz rejestrowany przez ludzkie oko) pozwala na wyizolowanie różnic pomiędzy planetami.

Na specjalnym diagramie stworzonym przez naukowców planety są pogrupowane w zależności od spektrum światła odbitego od ich powierzchni (lub atmosfery). Gazowe giganty takie jak Jowisz i Saturn znalazły się dzięki temu w jednym z rogów diagramu, a Uran i Neptun – planety gazowe o mniejszych rozmiarach – w drugim.

Planety skaliste takie jak Merkury, Wenus czy Mars zajęły kolejny fragment wykresu, we własnej przestrzeni w pobliżu trzeciego z rogów diagramu.

W tej przestrzeni barw Ziemia jest jednak samotnym elementem odbiegającym od wszystkich pozostałych planet – jej atmosfera wydaje się niebieska z powodu rozpraszania światła o niebieskiej barwie (tzw. rozpraszanie Rayleigha). Dodatkowym czynnikiem jest fakt, że Ziemia zawiera mało gazów pochłaniających promieniowanie podczerwone, takich jak metan czy amoniak, który występuje w atmosferze Jowisza czy Saturna.

W przypadku naszej planety najważniejsze są właśnie te dwa czynniki, które charakteryzują cały glob – z jednej strony jest to rozpraszanie światła w ultrafiolecie, z drugiej brak pochłaniania promieniowania w zakresie podczerwieni.

Być może w przyszłości podobne podejście umożliwi utworzenie swego rodzaju katalogu lub klasyfikacji obiektów pod kątem ich powierzchni i atmosfery, choć oczywiście kolejne badania będą nadal potrzebne, by móc uzyskać większą ilość informacji i potwierdzić charakter planety. Dla przykładu – odkrycie planety posiadającej niebieską barwę wcale nie oznacza, że będzie ona podobna do Ziemi. Niebieski kolor może jednak być wystarczającym powodem, by przyjrzeć się takiemu obiektowi ze szczególną uwagą.

Przyszłość badań planet pozasłonecznych może jawić się w wielu jasnych barwach.

W opracowaniu metody uczestniczyło ośmiu innych naukowców reprezentujących NASA, Uniwersytet Maryland, Uniwersytet Waszyngtoński oraz Applied Physics Laboratory Uniwersytetu Johna Hopkinsa.

(NASA)

Share.

Comments are closed.