Negli ultimi dieci anni, c'è stato un forte aumento dell'interesse e della ricerca sui pianeti al di fuori del sistema solare o esopianeti.
Durante questo periodo furono scoperti la maggior parte dei 4mila esopianeti a noi noti oggi. Fu durante questo periodo che il processo iniziò gradualmente a spostarsi dalla fase di scoperta a quella di apprendimento. Inoltre, nei prossimi decenni, gli strumenti di nuova generazione consentiranno la ricerca che fornirà informazioni accurate sulla struttura della superficie e sull'atmosfera degli esopianeti.
Naturalmente, qui sorge la domanda: cosa vedrebbero civiltà più avanzate se studiassero il nostro pianeta? Utilizzando i dati di radiazione multibanda della Terra, un team di scienziati del California Institute of Technology è stato in grado di creare una mappa che dà un'idea di come potrebbe apparire la Terra a osservatori lontani dall'esterno del sistema solare. Oltre a soddisfare la semplice curiosità scientifica, questo studio potrebbe anche aiutare gli astronomi in futuro a ricostruire le caratteristiche della superficie di "pianeti simili alla Terra" adatti alla vita.
Il documento di ricerca, che descrive i risultati del gruppo, è pubblicato sull'Astrophysical Journal Letters dal titolo Earth as an Exoplanet: A 2D Map for Aliens. Il team di ricerca, guidato da Siteng Fan, comprendeva anche diversi scienziati del Dipartimento di scienze geologiche e planetarie (GPS) del California Institute of Technology e del Jet Propulsion Laboratory della NASA.
Nella ricerca di pianeti potenzialmente abitabili al di fuori del sistema solare, gli scienziati oggi sono costretti a utilizzare un metodo indiretto. Considerando che la maggior parte degli esopianeti non è possibile studiare direttamente, cioè ottenere un'immagine diretta per scoprire la composizione della loro atmosfera o le caratteristiche della superficie, gli scienziati devono accontentarsi di indicatori con cui si può giudicare quanto un pianeta sia simile alla Terra.
Come ha detto Siteng Fan a Universe Today, ciò è dovuto a molti dei limiti che gli astronomi che esplorano gli esopianeti devono sopportare attualmente.
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“In primo luogo, l'attuale ricerca sugli esopianeti non fornisce ancora un'idea chiara dei requisiti minimi che un pianeta deve soddisfare e che sia adatto alla vita umana. Ci sono alcuni criteri, ma non siamo sicuri che siano sufficienti o necessari. In secondo luogo, anche con questi criteri in atto, gli attuali metodi di osservazione non possono essere definiti abbastanza efficaci da confermare la potenziale idoneità alla vita, soprattutto quando si tratta di esopianeti come la Terra, a causa della difficoltà di rilevarli.
Sulla base del fatto che la Terra è l'unico pianeta in grado di supportare la vita, un team di scienziati ha ipotizzato che le osservazioni remote della Terra potrebbero fornire le informazioni necessarie per rilevare i pianeti abitabili. "La Terra è l'unico pianeta di cui sappiamo che ha vita", ha detto Fan. "L'esame di ciò che potrebbe essere visto dagli osservatori da un punto distante dell'universo ci fornisce una direzione e una guida nella nostra ricerca di esopianeti potenzialmente abitabili".
Uno degli elementi più importanti del clima terrestre, che è fondamentale per tutta la vita sulla sua superficie, è il ciclo dell'acqua trifase. Stiamo parlando della presenza di vapore acqueo nell'atmosfera, nuvole, che sono accumuli di acqua condensata e ghiaccio, nonché corpi idrici sulla superficie del pianeta.
Pertanto, possono essere visti come potenziali segni di idoneità alla vita, o anche segni della sua esistenza, che possono essere osservati da grande distanza. Ne consegue che la capacità di identificare la struttura superficiale e la presenza di nuvole sugli esopianeti è un requisito fondamentale che deve essere soddisfatto dalla ricerca al fine di stabilirne la potenziale abitabilità.
Per determinare come sarebbe la Terra a osservatori lontani, gli scienziati hanno raccolto circa 10.000 immagini scattate dal satellite DSCOVR (Deep Space Climate Observatory) della NASA. Le foto sono state scattate in un periodo di due anni (2016-2017), in media, ogni 68-110 minuti. Sono stati in grado di catturare la luce riflessa dall'atmosfera terrestre in varie lunghezze d'onda.
Phan ei suoi colleghi hanno quindi combinato le immagini per formare uno spettro di riflettanza a 10 punti, che è stato poi integrato con il disco terrestre. L'immagine risultante è coerente con come potrebbe apparire la Terra a un osservatore a molti anni luce di distanza se studiasse la Terra per un periodo di due anni.
Dopo aver analizzato le curve ottenute e confrontandole con le immagini originali, gli scienziati hanno scoperto quali parametri di queste curve corrispondono alla superficie terrestre e alla copertura nuvolosa. Hanno quindi selezionato gli indicatori che sono più strettamente correlati alla terra e li hanno adeguati per tenere conto del giro d'affari di 24 ore della Terra. Il risultato è stato una mappa di contorno, mostrata in figura, che corrisponde approssimativamente alla vista della Terra da una distanza di diversi anni luce.
Le linee nere rappresentano le caratteristiche della superficie e corrispondono approssimativamente alla costa dei principali continenti. Le zone verdi rappresentano approssimativamente le posizioni di Africa (centro), Asia (in alto a destra), Americhe (a sinistra) e Antartide (in basso). Ciò che si trova tra di loro rappresenta gli oceani del mondo, dove le aree meno profonde sono contrassegnate in rosso e le aree più profonde in blu.
Tale visualizzazione, applicata alle curve di luce di pianeti lontani, può consentire agli astronomi di valutare se l'esopianeta ha oceani, nuvole e calotte glaciali, ovvero scoprire tutto ciò che è necessario per riconoscerlo come potenzialmente abitabile.
Siteng Phan ha concluso: “L'analisi delle curve di luce in questo lavoro è importante per determinare le caratteristiche geologiche e i sistemi climatici sull'esopianeta. Abbiamo scoperto che i cambiamenti nella curva di luce della Terra sono principalmente causati dalle nuvole e dal confine terra-oceano. Entrambi questi fattori sono fondamentali per la possibilità di vita sulla Terra. Pertanto, è molto probabile che gli esopianeti come la Terra, che hanno tali caratteristiche, siano abitabili.
Nel prossimo futuro, strumenti di nuova generazione come il James Webb Space Telescope (JWST) consentiranno gli studi più dettagliati sugli esopianeti. Inoltre, si prevede che gli strumenti terrestri che entreranno in servizio nel prossimo decennio, come l'Extremely Large Telescope (ELT), il Thirty Meter Telescope (TMT) e il Giant Magellanic Telescope (GMT), consentiranno l'esplorazione diretta. piccoli pianeti rocciosi in orbita attorno alle loro stelle.
Con la ricerca che aiuta a determinare la struttura della superficie e le condizioni atmosferiche, gli astronomi possono finalmente dire con sicurezza quali esopianeti sono abitabili e quali no. In altre parole, con un po 'di fortuna, la scoperta della Terra-2, o, del resto, anche di diverse Terre, potrebbe non essere lontana.
Igor Abramov
