Os astrônomos de Cornell criaram cinco modelos que representam pontos-chave da evolução do nosso planeta, como instantâneos químicos através das próprias épocas geológicas da Terra.

Eles os usarão como modelos espectrais na busca por planetas semelhantes à Terra em sistemas solares distantes na próxima era de telescópios poderosos.

"Essa nova geração de telescópios espaciais e terrestres, juntamente com nossos modelos, nos permitirá identificar planetas como a nossa Terra a cerca de 50 a 100 anos-luz de distância, "disse Lisa Kaltenegger, professor associado de astronomia e diretor do Instituto Carl Sagan.

Para a pesquisa e desenvolvimento do modelo, Kaltenegger, o estudante de doutorado Jack Madden e Zifan Lin '20 escreveram "Espectros de transmissão de alta resolução da Terra através do tempo geológico, "publicado em 26 de março em Cartas de jornal astrofísico .

"Usando nossa própria Terra como chave, modelamos cinco épocas terrestres distintas para fornecer um modelo de como podemos caracterizar um potencial exo-Terra - de um jovem, Terra pré-biótica para o nosso mundo moderno, "Ela disse." Os modelos também nos permitem explorar em que ponto da evolução da Terra um observador distante poderia identificar vida nos 'pontos azuis claros' do universo e em outros mundos como eles. "

Kaltenegger e sua equipe criaram modelos atmosféricos que correspondem à Terra de 3,9 bilhões de anos atrás, uma Terra pré-biótica, quando o dióxido de carbono envolveu densamente o jovem planeta. Um segundo modelo de retrocesso descreve quimicamente um planeta livre de oxigênio, uma Terra anóxica, voltando 3,5 bilhões de anos. Três outros modelos revelam o aumento do oxigênio na atmosfera de uma concentração de 0,2% para os níveis modernos de 21%.

"Nossa Terra e o ar que respiramos mudaram drasticamente desde que a Terra se formou 4,5 bilhões de anos atrás, "Kaltenegger disse, "e pela primeira vez, este artigo aborda como astrônomos tentando encontrar mundos como o nosso, poderia detectar planetas jovens e modernos semelhantes à Terra em trânsito, usando a história da nossa própria Terra como modelo. "

Na história da Terra, a linha do tempo do aumento do oxigênio e sua abundância não é clara, Kaltenegger disse. Mas, se os astrônomos podem encontrar exoplanetas com quase 1% dos níveis atuais de oxigênio da Terra, esses cientistas começarão a encontrar biologia emergente, ozônio e metano - e podem combiná-los com as idades dos modelos da Terra.

"Nossos espectros de transmissão mostram características atmosféricas, que mostraria a um observador remoto que a Terra tinha uma biosfera há cerca de 2 bilhões de anos, "Kaltenegger disse.

Usando os próximos telescópios, como o James Webb Space Telescope da NASA, programado para lançamento em março de 2021, ou o Extremely Large Telescope em Antofagasta, Chile, previsto para a primeira luz em 2025, astrônomos podem observar como um exoplaneta transita na frente de sua estrela hospedeira, revelando a atmosfera do planeta.

"Assim que o exoplaneta transita e bloqueia parte de sua estrela hospedeira, podemos decifrar suas assinaturas espectrais atmosféricas, "Kaltenegger disse." Usando a história geológica da Terra como uma chave, podemos identificar mais facilmente os sinais químicos de vida nos exoplanetas distantes. "