Да ли постоји још једна Земља негде у нашој галаксији? Са недавним полетањем свемирске летелице Кеплер, астрономи су све ближи и ближем проналажењу планета величине Земље у земаљској орбити. Али кад та претрага успе, следећа питања која ће покренути истраживање биће: Да ли је та планета усељива? Да ли има атмосферу налик Земљи? Одговор на та питања неће бити лак. Али телескоп за овај задатак је свемирски телескоп Јамес Вебб (ЈВСТ), постављен за планирано лансирање у 2013. Два истраживача су недавно испитала способност ЈВСТ-а да карактерише атмосферу хипотетичких планета сличних Земљи, и открили да је ово телескоп који би могли да открију одређене гасове зване биомаркере, попут озона и метана, за блиске светске величине Земље. (Погледајте наш сродни чланак: Питања и одговори с др. Јохном Матхером на ЈВСТ.)
Због великог огледала и положаја у точки Л2 у свемиру, свемирски телескоп Јамес Вебб нуди астрономима прву стварну могућност проналажења одговора о животној ведности оближњих светова сличних Земљи, каже Лиса Калтенеггер из Харвард-Смитхсониан Центра за астрофизику и Веслеија Трауба из Лабораторија за млазни погон. „Морат ћемо имати велику срећу да дешифрујемо атмосферу планете попут Земље током транзитног догађаја, тако да можемо рећи да је налик Земљи“, рекао је Калтенеггер. "За то ћемо морати додати много транзита - стотине њих, чак и за звезде близу 20 светлосних година."
„Иако је тешко, биће невероватно узбудљив подухват да се карактерише атмосфера далеке планете“, додала је.
У транзитном догађају, далека, екстрасоларна планета прелази испред своје звезде што се види са Земље. Док планета пролази, гасови у њеној атмосфери апсорбују мали део светлости звезде, остављајући отиске прстију специфичне за сваки гас. Дељењем звездине светлости у дугину боја или спектра, астрономи могу да потраже те отиске прстију. Калтенеггер и Трауб су проучавали да ли ће ЈВСТ открити те отиске прстију.
Техника транзита је веома изазовна. Да је Земља величине кошарке, атмосфера би била танка као лист папира, тако да је резултирајући сигнал невероватно ситан. Штавише, ова метода делује само када је планета испред своје звезде, а сваки транзит траје највише неколико сати.
Калтенеггер и Трауб су први сматрали да је свет сличан Земљи у орбити око звезде у облику Сунца. Да би се од једног транзита добио сигнал који се може открити, звезда и планета морали би бити изузетно близу Земље. Једина звезда налик сунцу која је довољно блиска је Алпха Центаури А. Још увек није пронађен такав свет, али технологија тек сада постаје способна да открива светове величине Земље.
Студија је такође разматрала планете у орбити око звезда црвених патуљака. Такве звезде, зване тип М, најзаступљеније су на Млечном путу - далеко чешће од жутих, типа Г звезде попут Сунца. Такође су хладнији и тамнији од Сунца, као и мањи, што олакшава проналажење планете налик Земљи на транзиту М звезде.
Земљи налик Земљи морао би да се заустави у близини црвеног патуљка да би био довољно топа за течну воду. Као резултат тога, планета би орбитавала брже и сваки транзит би трајао неколико сати до само неколико минута. Али прошло би више транзита у одређено време. Астрономи би могли да побољшају своје шансе за откривање атмосфере додавањем сигнала из неколико транзита, чинећи црвене патуљасте звезде привлачним циљевима због њихових чешћих пролаза.
Земаљски свет који орбитира око звезде попут Сунца, морао би да прође кроз 10 сати транзита једном годишње. Акумулирање 100 сати транзитних осматрања требало би 10 година. Супротно томе, Земља у орбити око средње црвене патуљасте звезде подвргавала би се једносатном транзиту једном у 10 дана. Акумулирање 100 сати транзитних осматрања требало би мање од три године.
„Звезде у близини црвених патуљака нуде најбољу могућност откривања биомаркера у земаљској атмосфери у транзиту“, рекао је Калтенеггер.
"Коначно, директно снимање - проучавање фотона светлости са саме планете - може доказати снажнију методу карактерисања атмосфере света сличних Земљи од транзитне технике", рекао је Трауб.
Директне студије су већ кориштене за израду мапе температурних температура изузетно врућих, џиновских екстрасоларних планета. Помоћу инструмената нове генерације астрономи ће можда моћи да проучавају атмосферске композиције, а не само температуре. Карактеризација „бледо плаве тачке“ је следећи корак одатле, било да се сабирају стотине транзита једне планете или блокирањем звездане светлости и директном анализом светлости планете.
У најбољем сценарију, Алпха Центаури А можда има транзитну планету сличну Земљи коју још нико није приметио. Тада би астрономима требало само неколико прелаза да би дешифровали атмосферу планете и вероватно потврдили постојање прве Земље близанке.
Извор: Харвард Центар за астрофизику
