טכניקה חדשה עלולה למצוא נקודה כחולה בהירה נוספת - מגזין החלל

על ידי מבט לאחור על כדור הארץ מנקודת מבטו של חייזרים, מדענים פיתחו טכניקה חדשה לחיפוש עולמות אחרים שעלולים לאכלס אוקיינוסים, ולכן חיים. באמצעות החללית הישנה Deep Impact, המשמשת כעת למשימת EPOXI, מדענים מסוגלים להביט בספקטרום האור של כוכב לכת חיצוני שיגלה את נוכחותם של מים. "השתמשנו בטלסקופ אימג'ר ברזולוציה גבוהה ב- Deep Impact כדי להביט על כדור הארץ ממרחק של עשרות מיליוני מיילים", אמר ניקולא ב. קוואן, מאוניברסיטת וושינגטון, "ופיתחנו שיטה להצביע על נוכחות אוקיינוסים על ידי ניתוח כיצד האור של כדור הארץ משתנה כאשר כדור הארץ מסתובב. ניתן להשתמש בשיטה זו לזיהוי אדמת אדמה נושאת אוקיינוסים. "

בשנה שעברה הצליח צוות המדע EPOXI לצלם סרטונים של הירח העובר על כדור הארץ (ראו מאמרנו מיולי 2008). הצוות תירגל כעת את הטכניקה על ידי הסתכלות אחורה על כדור הארץ, וקבע כי עליהם להיות מסוגלים לאתר אוקיינוסים בעולמות אחרים על ידי התבוננות בספקטרום האור המשתנה שכוכב הלכת משחרר כשהוא מסתובב.

קוואן הוא המחבר הראשי של מאמר על מחקר זה המופיע בגיליון אוגוסט 2009 של כתב העת Astrophysical. כוכב הלכת שלנו נראה כחול כל הזמן בגלל פיזור אור השמש של ריילי באווירה, אותה סיבה שהשמיים נראים לנו כחולים על פני השטח, מציין קאוואן. "מה שלמדנו במאמר זה היה איך הצבע הכחול הזה משתנה בזמן: האוקיינוסים הם כחולים יותר מיבשות, שנראים אדומים או כתומים מכיוון שהאדמה משתקפת ביותר באורכי הגל האדום והקרוב לאינפרא אדום. אוקיינוסים משקפים הרבה באורך הגל הכחול (הקצר), "אמר קובאן.

"נקודה" כחולה בהירה "היא התמונה הטובה ביותר שנקבל על עולם חוץ-קוטבי כמו כדור הארץ באמצעות אפילו הטלסקופים המתקדמים ביותר שתוכננו במשך העשורים הבאים הבאים," המשיך קוואן. "אז איך נגלה אם הוא מסוגל לתמוך בחיים? אם אנו יכולים לקבוע שלפלנטה יש אוקיינוסים של מים נוזליים, זה מגדיל מאוד את הסבירות שהוא תומך בחיים. "

תמונת הצבע הצרה-זווית הזו של כדור הארץ, המכונה 'נקודה כחולה בהירה', היא חלק מהדיוקן הראשון אי פעם של מערכת השמש שצולמה על ידי וויאג'ר 1, והתפרסמה על ידי האסטרונום קרל סאגאן. החללית רכשה בסך הכל 60 מסגרות לפסיפס של מערכת השמש ממרחק של יותר מ -4 מיליארד מיילים מכדור הארץ וכ- 32 מעלות מעל האקליפטיקה. מהמרחק הגדול של וויאג'ר כדור הארץ היא נקודת אור בלבד, פחות מגודל אלמנט תמונה אפילו במצלמה הזווית הצרה. כדור הארץ היה סהר בגודל 0.12 פיקסלים בלבד. במקרה, כדור הארץ שוכן ממש במרכז קרני האור המפוזרות כתוצאה מלקיחת התמונה קרוב כל כך לשמש. תמונה זו המפוצצת של כדור הארץ צולמה באמצעות שלושה מסנני צבע - סגול, כחול וירוק - ושולבה מחדש כדי לייצר את תמונת הצבע. מאפייני הרקע בתמונה הם ממצאים הנובעים מההגדלה. קרדיט: NASA JPL

המפות שיצר הצוות רגישות רק לעמדות האורכיות (מזרח - מערב) של אוקיינוסים ויבשות. יתרה מזאת, התצפיות בוחרות רק את המתרחש בסמוך לקו המשווה של כדור הארץ: קו המשווה מקבל יותר אור שמש מקווי הרוחב הגבוהים יותר, וחללית ה- EPOXI הייתה מעל קו המשווה כאשר נערכו התצפיות. המגבלות הללו של צפייה בגיאומטריה עלולות להיפגע גם בתצפיות על כוכבי לכת חוץ-קוטביים: "יכולנו לראות בטעות את כוכב הלכת כעולם מדברי אם הייתה לו להקה יבשתית כמעט מוצקה סביב קו המשווה שלו והאוקיאנוסים בקטבים שלו," אמר קובאן.

דברים אחרים מלבד מים יכולים לגרום לכוכב לכת להיראות כחול; לדוגמא, במערכת השמש שלנו כוכב הלכת נפטון כחול, נובע בחלקו בגלל נוכחותו של מתאן באטמוספירה העליונה שלו. "עם זאת, עולם דמוי נפטון יופיע ככחול בלתי משתנה בטכניקה זו, ושוב זה השינויים בצבע הכחול שחושפים בפנינו אוקיינוסים", אמר קוואן. "ישנם כמה תרחישים מוזרים שאפשר לחלום עליהם שאינם כוללים אוקיינוסים אלא יובילו לכתמי תכלת משתנים על פני כדור הארץ, אך אלה אינם מתקבלים על הדעת במיוחד."

"ספקטרום של אור כוכב הלכת החושף את נוכחותם של מים הוא הכרחי כדי לאשר את קיומם של אוקיינוסים," אמר דרייק דמינג, מחבר משותף לעיתון במרכז הטיסה בחלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מדי. מכשירים המייצרים ספקטרום מחוברים לטלסקופים ומפיצים אור לצבעי הרכיב שלה, כמו מנסרה המפרידה אור לבן לקשת בענן. כל אלמנט ומולקולה פולטת וקולטת אור בצבעים ספציפיים. ניתן להשתמש בצבעים אלה כמו טביעת אצבע כדי לזהות אותם.

"מציאת מולקולת המים בספקטרום של כוכב לכת חיצוני הייתה מצביעה על כך שיש אדי מים באטמוספרה שלו, מה שמאפשר את הסבירה שהטלאים הכחולים שראינו כשהם מסתובבים הם אכן אוקיינוסים של מים נוזליים. עם זאת, יידרש טלסקופי חלל גדולים בעתיד כדי לקבל ספקטרום מדויק של כוכבי לכת מרוחקים כל כך, בעוד הטכניקה שלנו יכולה לשמש כעת כאינדיקציה שיכולים להיות להם אוקיינוסים ", אמר דמינג. הטכניקה דורשת רק ספקטרומים גסים יחסית כדי לקבל את עוצמת האור על פני טווחי צבע רחבים, לפי הצוות.

EPOXI הוא שילוב של שמות לשני מרכיבי המשימה המורחבת: חיפוש אחר כוכבי לכת מחוץ לסיבוב במהלך השייט להרטלי 2, שנקרא Extrasolar Planet Observations and Characterization (EPOCh), והמטוס של כוכב השביט הרטלי 2, המכונה Deep Impact eXtended Investigation. (DIXI).

מקור: נאס"א