p O estudo dos exoplanetas amadureceu consideravelmente nos últimos 10 anos. Durante este tempo, a maioria dos mais de 4000 exoplanetas atualmente conhecidos foi descoberta. Foi também nessa época que o processo começou a mudar da descoberta para a caracterização. O que mais, instrumentos de última geração permitirão estudos que revelarão muito sobre as superfícies e as atmosferas dos exoplanetas. p Isso naturalmente levanta a questão:o que uma espécie suficientemente avançada veria se estivesse estudando nosso planeta? Usando dados de vários comprimentos de onda da Terra, uma equipe de cientistas do Caltech foi capaz de construir um mapa de como a Terra seria para observadores alienígenas distantes. Além de abordar a coceira da curiosidade, este estudo também pode ajudar os astrônomos a reconstruir as características da superfície de exoplanetas "semelhantes à Terra" no futuro.

p O estudo que descreve as descobertas da equipe, intitulado "Terra como um exoplaneta:um mapa alienígena bidimensional, "apareceu recentemente no jornal Ciência e está programado para publicação no Cartas de jornal astrofísico . O estudo foi liderado por Siteng Fan e incluiu vários pesquisadores da Divisão de Ciências Geológicas e Planetárias (GPS) do Instituto de Tecnologia da Califórnia e do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.

p Ao procurar planetas potencialmente habitáveis ​​além do nosso sistema solar, os cientistas são forçados a adotar a abordagem indireta. Dado que a maioria dos exoplanetas não pode ser observada diretamente para aprender sobre sua composição atmosférica ou características de superfície (também conhecida como imagem direta), os cientistas devem ficar satisfeitos com as indicações que mostram como um planeta é "semelhante à Terra".

p Como Fan disse Universo Hoje via email, isso reflete as limitações que os astrônomos e os estudos de exoplanetas são atualmente forçados a enfrentar:

p "Em primeiro lugar, os estudos atuais de exoplanetas não descobriram quais são os requisitos mínimos para habitabilidade. Existem alguns critérios propostos, mas não temos certeza se eles são suficientes ou necessários. Em segundo lugar, mesmo com esses critérios, as técnicas de observação atuais não são boas o suficiente para confirmar a habitabilidade, especialmente em exoplanetas semelhantes à Terra, devido à dificuldade de detectá-los e restringi-los. "

p Dado que a Terra é o único planeta que conhecemos capaz de sustentar vida, a equipe teorizou que observações remotas da Terra poderiam agir como um proxy para um exoplaneta habitável observado por uma civilização distante. "A Terra é o único planeta que conhecemos que contém vida, "disse Fan." Estudar a aparência da Terra para observadores distantes nos daria a direção de como encontrar exoplanetas habitáveis ​​em potencial. "

p Um dos elementos mais importantes do clima da Terra e de toda a vida em sua superfície é o ciclo da água, que tem três fases distintas. Isso inclui a presença de vapor d'água na atmosfera, nuvens de água condensada e partículas de gelo, e a presença de corpos d'água na superfície.

p Portanto, estes podem ser considerados indicações potenciais de habitabilidade, e até mesmo indicações de vida (também conhecidas como bioassinaturas) que podiam ser observadas à distância. Portanto, ser capaz de identificar características de superfície e nuvens em exoplanetas seria essencial para colocar restrições em sua habitabilidade.

p Para determinar como a Terra seria para observadores distantes, a equipe compilou 9.740 imagens da Terra feitas pelo satélite Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) da NASA. As imagens foram tiradas a cada 68 a 110 minutos ao longo de um período de dois anos (2016 e 2017) e conseguiram capturar a luz refletida da atmosfera da Terra em vários comprimentos de onda.

p Fan e seus colegas combinaram as imagens para formar um espectro de reflexão de 10 pontos plotado ao longo do tempo, que foi então integrado ao disco da Terra. Isso reproduziu efetivamente o que a Terra poderia parecer para um observador a muitos anos-luz de distância se eles observassem a Terra por um período de dois anos.

p "Descobrimos que o segundo componente principal da curva de luz da Terra está fortemente correlacionado com a fração terrestre do hemisfério iluminado (r ^ 2 =0,91), "Fan disse." Combinando com a geometria de visualização, reconstruir o mapa torna-se um problema de regressão linear. "

p Depois de analisar as curvas resultantes e compará-las com as imagens originais, a equipe de pesquisa descobriu quais parâmetros das curvas correspondiam à cobertura de terra e nuvens. Eles então escolheram os parâmetros mais intimamente relacionados à área terrestre e os ajustaram para a rotação de 24 horas da Terra, o que deu a eles um mapa com contornos (mostrado acima) que representava como seria a curva de luz da Terra a anos-luz de distância.

p As linhas pretas representam o parâmetro de característica da superfície e correspondem aproximadamente aos litorais dos principais continentes. Estes são ainda coloridos em verde para fornecer uma representação aproximada da África (centro), Ásia (canto superior direito), América do Norte e América do Sul (esquerda), e Antártica (abaixo). O que está entre representa os oceanos da Terra, com as seções mais rasas denotadas em vermelho e as mais profundas em azul.

p Esses tipos de representações, quando aplicado às curvas de luz de exoplanetas distantes, poderia permitir que os astrônomos avaliassem se um exoplaneta tem oceanos, nuvens, e calotas polares - todos os elementos necessários de um exoplaneta "semelhante à Terra" (também conhecido como habitável). Como Fan concluiu:

p "A análise das curvas de luz neste trabalho tem implicações na determinação de características geológicas e sistemas climáticos em exoplanetas. Descobrimos que a variação da curva de luz da Terra é dominada por nuvens e terra / oceano, que são cruciais para a vida na Terra. Portanto, Exoplanetas semelhantes à Terra, que abrigam este tipo de características, teriam maior probabilidade de hospedar vida. "

p No futuro próximo, instrumentos de última geração, como o Telescópio Espacial James Webb (JWST), permitirão os levantamentos de exoplanetas mais detalhados até hoje. Além disso, instrumentos terrestres que estarão online na próxima década, como o Extremely Large Telescope (ELT), o Thirty Meter Telescope (TMT), e o Telescópio Gigante de Magalhães (GMT) - devem permitir estudos de imagem diretos de menores, planetas rochosos que orbitam mais perto de suas estrelas.

p Auxiliado por estudos que ajudam a resolver características de superfície e condições atmosféricas, os astrônomos podem finalmente dizer com confiança quais exoplanetas são habitáveis ​​e quais não são. Com sorte, a descoberta de uma Terra 2.0 (ou várias Terras) pode estar ao virar da esquina.