Ar kažkur mūsų galaktikoje egzistuoja kita žemė? Neseniai išsidėstę erdvėlaivio „Kepler“ astronomai vis arčiau ieško žemės dydžio planetos į Žemę panašioje orbitoje. Tačiau kai paieška bus sėkminga, bus tiriami kiti klausimai: ar ta planeta yra tinkama gyventi? Ar joje yra į Žemę panaši atmosfera? Atsakyti į tuos klausimus nebus lengva. Bet teleskopas šiam uždaviniui yra Džeimso Webo kosminis teleskopas (JWST), kuris numatytas paleisti 2013 m. Du tyrėjai neseniai ištyrė JWST sugebėjimą apibūdinti hipotetinių į Žemę panašių planetų atmosferą ir nustatė, kad tai yra teleskopas. kurie galėtų aptikti tam tikras dujas, vadinamas biomarkeriais, pavyzdžiui, ozoną ir metaną, artimuosiuose žemės dydžio pasauliuose. (Žr. Susijusį straipsnį: Klausimai ir atsakymai su dr. John Mather apie JWST.)
Dėl savo didelio veidrodžio ir vietos L2 taške kosmose, James Webb kosminis teleskopas astronomams pasiūlys pirmąją realią galimybę rasti atsakymus apie artimųjų į Žemę panašių pasaulių pritaikomumą, sako Lisa Kaltenegger iš Harvardo-Smithsoniano centro. skirtas astrofizikai ir Wesley Traubui iš reaktyvinio varymo laboratorijos. „Mums tikrai pasisekė iššifruoti į Žemę panašios planetos atmosferą tranzito įvykio metu, kad galėtume pasakyti, kad ji yra panaši į žemę“, - sakė Kalteneggeris. „Norėdami tai padaryti, turėsime pridėti daugybę tranzitų - šimtus jų, net žvaigždžių, esančių net 20 šviesmečių atstumu, atžvilgiu“.
„Nors tai sunku, tai bus nepaprastai jaudinantis bandymas apibūdinti tolimos planetos atmosferą“, - pridūrė ji.
Tranzito metu tolima, ekstrasoliarioji planeta kerta priešais savo žvaigždę, žiūrint iš Žemės. Planeta pereinant, jos atmosferoje esančios dujos sugeria mažą dalį žvaigždės šviesos, paliekant kiekvienų dujų pirštų atspaudus. Padaliję žvaigždės šviesą į spalvų ar spektro vaivorykštę, astronomai gali ieškoti tų pirštų atspaudų. Kalteneggeris ir Traubas tyrė, ar tuos pirštų atspaudus galės aptikti JWST.
Tranzito technika yra labai sudėtinga. Jei Žemė būtų krepšinio dydžio, atmosfera būtų tokia plona kaip popieriaus lapas, todėl gaunamas signalas yra neįtikėtinai mažas. Be to, šis metodas veikia tik tada, kai planeta yra priešais savo žvaigždę, o kiekvienas tranzitas trunka daugiausia kelias valandas.
Kalteneggeris ir Traubas pirmiausia manė, kad į pasaulį panašus pasaulis skrieja aplink Saulę panašią žvaigždę. Norėdami gauti aptinkamą signalą iš vieno tranzito, žvaigždė ir planeta turėtų būti nepaprastai arti Žemės. Vienintelė pakankamai panaši į Saulę žvaigždė yra Alfa Kentauras A. Dar nebuvo rastas toks pasaulis, tačiau technologijos tik dabar įgalina aptikti Žemės dydžio pasaulius.
Tyrime taip pat buvo svarstomos planetos, kurios skrieja aplink raudonąsias nykštukines žvaigždes. Tokių žvaigždžių, vadinamų M tipu, yra gausiausiai Paukščių Take - daug dažniau nei geltonos, G tipo žvaigždės, tokios kaip Saulė. Jie taip pat yra vėsesni ir niūresni nei Saulė, taip pat mažesni, todėl lengviau rasti į Žemę panašią planetą, kertančią M žvaigždę.
Į žemę panašus pasaulis turėtų orbituoti arti raudonosios nykštukės, kad būtų pakankamai šiltas skystam vandeniui. Dėl šios priežasties planeta skrieja greičiau, o kiekvienas tranzitas truks nuo kelių valandų iki kelių minučių. Tačiau per tam tikrą laiką ji turėtų būti perduota daugiau. Astronomai galėtų pagerinti savo galimybes aptikti atmosferą, pridėdami kelių tranzitų signalą, kad raudonosios nykštukinės žvaigždės taptų patraukliais taikiniais dėl jų dažnesnio tranzito.
Žemę primenantis pasaulis, besisukantis aplink tokią žvaigždę kaip Saulė, kartą per metus galėtų važiuoti 10 valandų. Sukaupti 100 valandų tranzito stebėjimų užtruktų 10 metų. Priešingai, žemė, skriejanti aplink vidutinio dydžio raudonosios nykštukės žvaigždę, būtų važiuojama vienos valandos atstumu kas 10 dienų. Sukaupti 100 valandų tranzito stebėjimų užtruktų mažiau nei trejus metus.
„Netoliese esančios raudonosios nykštukinės žvaigždės suteikia geriausią galimybę aptikti biomarkerius praeinančioje Žemės atmosferoje“, - sakė Kalteneggeris.
„Galų gale tiesioginis vaizdavimas - pačios planetos šviesos fotonų tyrimas - gali pasirodyti galingesnis į Žemę panašių pasaulių atmosferos apibūdinimo metodas nei tranzito būdas“, - teigė D. Traubas.
Tiesioginiai tyrimai jau buvo naudojami kuriant neapdorotų ypač karštų, milžiniškų ekstrasoliarių planetų temperatūrų žemėlapius. Naudodamiesi naujos kartos instrumentais, astronomai gali ištirti ne tik temperatūrą, bet ir atmosferos kompozicijas. „Blyškiai mėlyno taško“ apibūdinimas yra kitas žingsnis iš ten, nes sudėjus šimtus vienos planetos tranzitų arba užblokuojant žvaigždžių šviesą ir tiesiogiai analizuojant planetos šviesą.
Geriausiu atveju gali pasirodyti, kad Alfa Kentauras A turi tranzituojančią į Žemę panašią planetą, kurios dar niekas nepastebėjo. Tada astronomams prireiks tik kelių tranzitų, kad iššifruotų planetos atmosferą ir galbūt patvirtintų, kad egzistuoja pirmosios dvynės Žemė.
Šaltinis: Harvardo astrofizikos centras
