Galileo Jupiter Io satelliidi lähedal. Sõiduk saabus planeedile 7. detsembril 1995 ja maandus 21. septembril 2003. Pilt näitab, et antenn on täielikult paigaldatud, kuigi tegelikult pole see kunagi juhtunud.
8. detsembril 1990 käivitas Galileo kosmoselaev maa pealt Jupiterisse. Ta distantseeris ennast 960 km kaugusel, säilitades oma instrumendid tervikuna ja säilitades pideva kontakti. Ta kogus andmeid, sealhulgas meie planeedi.
Aga mida ta sellisest kaugusest saab? Kas elu, taimestik, meelemärgid olid nähtavad? Neid küsimusi tõstatas 1993. aastal Karl Sagan. Tulemused näitasid, et seade salvestas suure hulga informatsiooni, mis kinnitab elu meie planeedil. Niisiis, mis tahes muu vorm, kui see läbib piisava vahemaa, märkab see sama.
Seal oli palju teavet: rohkelt pinnaveekogusid, hapnikku, metaani, osooni, raadiosignaale jne. Kuid Sagan keskendus peaaegu infrapunase värvi võimekale peegeldusele maapealses spektris. “Punane serv” näitab fotosünteetilises süsteemis “valgust vastuvõtva pigmendi” olemasolu. Teisisõnu, me saime taimkatte allkirja. See tähendab, et sondid nagu Galileo peaksid kergesti leidma kõik need märgid teistele objektidele, kui nad on muidugi.
Aga siin oli see umbes kilomeetreid ja plaanime uurida kergeid aastaid kaugeid objekte. Kas sellistel tingimustel oleks võimalik täheldada punast serva? Teadlased on huvitatud sellele küsimusele vastamisest.
Pilar Montanes-Rodriguez Big Bear Solar Observatoryst
Kui otsite elu märke omavaid planeete, on oluline mõista, mida otsida. Pilar Montanes-Rodriguez keskendub atmosfäärirõhu olemasolule. On vaja kindlaks teha kombinatsioonid nagu hapnik ja metaan, hapnik ja vesi, osoon ja süsinikdioksiid. Kuid see näitab ainult mikroobivormide olemasolu, mis eksisteerisid meie planeedil miljardeid aastaid enne mitmerakuliste organismide ilmumist. Midagi keerulisema (taimed) leidmine on palju raskem. Selleks ja peate toetuma punasele servale. Aga kas seda on võimalik avaldada?
Kuuvalgus
Uurijatel, kes uurivad planeetide spektraalseid allkirju, ei ole suurt valikut objekte. Sagan, Palle ja Montanes-Rodriguez keskendusid kõige enam uuritud planeedile - Maa. Tundub, et sellise rikkaliku ajaloo puhul peaks ülesanne olema lihtne. Lõppude lõpuks, kui Galileo tegi seda kaugel, siis saavad orbitaalsatelliidid meile vähemalt iga päev teavet anda. Õige? Ei, nad ei kavatse seda teha.
Alumine rida on see, et eksoplanetide uuring erineb lähedaste objektide ülevaatamisest. Seade, mis sõidab 1000 km kaugusel, võib sõna otseses mõttes vaadelda geograafilisi omadusi ja tähistada tugevat punast serva taimestikuga kohtades (nagu Amazonase metsad). Kuid ookeanide või kõrbete kohal ei näidanud serva ennast. Sama kehtib ka eri piirkondades fikseeritud orbitaalsatelliitide kohta.
Kui tegemist on eksoplanetidega, raskendab kaugus asju. Me ei saa mitte ainult aru saada, kus asuvad ookeanide, kõrbete ja taimestikega alad, vaid ka teada, kas need on üldse olemas. Meil on käes ainult ühine spekter, nii et punast serva ei keskenduta punktidele, vaid lahjendatakse. Või ei ole see üldse ilmne?
Maa särav
Kui satelliidid ja kosmoseaparaat ei saa mõõta integreeritud maa spektrit, siis kuidas seda saada? Maapealsest valgusest. Sa tead, et Kuu muudab selle välimust. Helge osa valgustab päike ja pimedus asub varjus. Kuid see ei kao endiselt täielikult, kuid tekitab Maast peegeldunud nõrka kuma. See on maapealne kiirgus. Kui otsene vaatlus jälgib teatud piirkondadest peegelduvat valgust, näitab kogu maakera valguse amalgaami poole maapinnast. Kuna me võtame ühe spektri alusena, on maa särav ideaalne kujutlus sellest, kuidas meie planeedi kaugel vaatleja näeb.
Punase serva jaht
Teadlased ei oodanud läbimurdet ega mõningaid pearinglikke tulemusi. Nad kasutasid Palomari vaatluskeskuse 60-tollist teleskoopi ja suure täpsusega spektromeetrit, et salvestada Maa kiirguse spektrit 19. novembri 2003. aasta öösel. Sel ajal ei märganud nad signaali olulist suurenemist, selgitades pilvekihi rikkeid. Fakt on see, et pilvedel on omadused, mis peegeldavad ja ummistavad roheliste alade signaale.
Maapiirkonnad, mis peegeldavad aurorat 19. novembril 2003 erinevatel aegadel
Tugevuse kinnitamiseks otsustasid Palle ja Montanes-Rodriguez võrrelda andmeid tegeliku pilvepiirangu ja rohelise katvusega. See aitas luua arvutimudelit, mis ühendab peegeldunud valguse eri piirkondadest. Ta ennustas täpselt Maa pinna spektrit.
See tõestas, et nad suudavad öösel näidata spektrit, kui on teavet pilvkatte kohta. Olles saanud sellise võimsa tööriista, võisid teadlased probleemi teiselt poolt kaaluda. Punane serv oli vaevu märgatav, kuid see ei tähenda, et taimkatte otsimise meetod oleks kasutu. Võib-olla on olukord, kus signaal on märgatavam?
Esimene asi, mis tuleb meelde, on jälgida öösel, kui taevas on selge. Kuid siin tekib viga. Pilved katavad alati umbes 60% pinnast. See tähendab, et tema pilved on alati samad. Milline peaks olema ideaalne päev otsimiseks?
Kolm päeva maa läikiv, siin on maa-valguste protsendid planeedi piirkondadele, mis on nii hägused kui ka taimestikuga kaetud kolmel päeval. Sinine joon (19. november 2003) - 40% pinnast vastutas särava, musta ja punase tekke eest (19. detsember 2002 ja 7. detsember 2003) - tegemist oli vaid väikese intervalliga. Kolm piiki (vasakult paremale): Aasia, Aafrika ja Lõuna-Ameerika. Täpselt kindlaksmääramiseks otsustasid teadlased Maa spektri kujundada iga päev 2003. aastal. Selgus, et 19. detsembril 2002 ja 7. detsembril 2003 ilmnes punase serva tugev kõikumine päeva jooksul. Signaal ilmus ja kadus kolm korda. Teadlased jälgisid aega ja mõistsid, et hobuste võistlused ilmusid siis, kui protsessi kõige enam kaasa aidanud piirkonnad hõlmasid taimestikku rikkalikke alasid. Vahend tundus hulluks, püüdes näidata eluvormide olemasolu.
Miks siis oli esimesel õhtul signaal nõrk? Siin peame arvestama, et protsessis osaleva ala suurus võib dramaatiliselt muutuda. Kuu jälgimisel näeme selle muutusi (päikesevalgus). Kui te jälgisite satelliiti satelliiti, oleksite sama mõju avaldanud. Loomulikult aitavad ainult heledad alad kiirgust luua. Nad võivad olla uskumatult kitsad ja nõrgad, või kui nad on valgustatud, võivad nad katta poole planeedist. Tuleb välja, et meie planeedil oli hetked eluga ja nad olid täis vaikimise päeva.
Ärgem unustagem, et valguse ekspositsioon võib langeda ookeanide, maismaal või pilvedega kaetud tsoonidele, mistõttu mõju ei ole alati tähelepanuväärne ja radikaalselt erinev. Tuleb välja, et punased servad neelavad need tegurid lihtsalt.
Maa sära ja punase serva spekter Must joon kujutab spektrit 19. novembril 2006. Roheline - arvuti spektri simulatsioon samal päeval (on selge, et nad lähenevad). Punane - spektraalse albedo mudel 7. detsembril 2003. Punast serva tähistab joone kalle.
Teadlased leidsid aimugi, nimelt õhuke vahe. Meie planeet pöörleb, nii et kui suur osa valgusest on näha üle Ameerika, peegeldub kuu, siis märgitakse see mandri kohal, mitte ookeani kohal. See tähendab, et punase serva signaaliga taimestikualad peaksid olema kergesti asetsevad ja ei kattuks kõrbe valgusega. Sama kehtib pilvede kohta. Pilvepiirkonnad annavad veel teatud valgust. Aga kui komponenti esindab kitsas vahe, muutub kõik. See vahe katab aeg-ajalt pilvedega, kuid see jääb seejärel territooriumile, kus puuduvad „sekkumised” ja võtavad taimede vastu.
See tähendab, et me saadame pöörlevale maale skaneeriva tala. See läbib kõik rohelised kohad ja me saame teatavatel aegadel signaale punast servast. Aga maapealsetel ookeanidel ja kõrbel on ta vait. Seda näitab Aasia, Aafrika ja Lõuna-Ameerikaga kokkupuutumise kuupäevad.
Kuid meie planeet ei ole teadusuuringute jaoks parim näide. Lõppude lõpuks, me oleme enamasti kaetud veega, nii et saate otsida ainult kitsast riba ja oodata nõuetele vastavat ala.
Maa kiirguse sektsioonid (19. ja 7. detsember) 19. novembril (vasakul) paistis enamik maa ketast vaatluse ajal ja aitas kaasa selle osa valgusest, kuid 7. detsembril (paremal) põles ainult vahe. Esimesel juhul on ainult 15% territooriumist kaetud taimestikuga ja teisel - 48%.
Teistele planeetidele
Kuidas aitab see abi teiste planeetide otsimisel? Noh, algusest peale tundub, et midagi. Meie puhul lähtume Maa omadustest, Kuu ja Päikese positsioonist. Tulevased missioonid peavad otsima peegeldust konkreetselt planeedilt, mitte hüpoteetilisest satelliidist. See on väga keeruline protsess, eriti kuna meie maailm on ainulaadne juhtum, sest satelliidilt valgust peegeldumist on võimatu saada teistes objektides.
Aga Montanes-Rodriguez ei nõustu sellega. Exoplanets'il on faasid, mis sarnanevad kuule vaatamisel. Kui planeet liigub tähe vastasküljele, tundub see täielik. Samuti pöörleb see nii, et see jõuab punkti, kus see asub meile lähemal. Aga ta võib peita tähe taha, lammutades ainult valgusriba. Päeva õige valikuga saate skannida planeedi ja leida punase serva.
Kuu ja eksoplanetid Me näeme, et kuu sõltub faasidest. Seda saab rakendada ka teistel planeetidel. Punast serva on vaja otsida, kui see on „uus” ja me näeme ainult kitsast riba.
Nagu alati, pakuvad teadlased meile häid uudiseid ja halbu. Alustame negatiivsest. Punase serva leidmiseks kaugel planeedil peate vaatama seda mööda joont, mis on lähedane selle orbiidi tee tasandile. Kui see on tagasi lükatud, siis me lihtsalt ei näe “faasi”. Kuid isegi ideaalsetes tingimustes täheldame me planeedi nõrkuse hetkel. See juhtub siis, kui see asub tähe läheduses. Kuid see põhjustab raskusi, sest on vaja eraldada tähe enda valgus. Seetõttu vajate seadmeid, mis on 10 korda tundlikumad kui tänapäevased.
Kuid on häid uudiseid. Punase serva võib leida, kui teame täpset asukohta. Nüüd ei ole meil vahendeid, kuid tulevikus on see meetod mugav. Ja siis me mõistame, et mitte ainult Universumis ja kusagil mujal on taimestik, vesi ja võib-olla ratsionaalsed eluvormid.
