یک پرسش جالب: اگر زمین یک سیاره فراخورشیدی بود، بیگانگان می‌توانستند حدس بزنند که دارای زندگی است؟
زمین برای یک ستاره‌شناس نخیلی بیگانه چگونه به نظر می‌رسد؟ مشاهدات آنها در مورد زمین چه چیزی به آنها می‌گوید؟ اگر آنها مانند ما در جستجوی نشانه‌های حیات فراسیاره‌ای خود در آسمان باشند ممکن است به زمین نگاه کنند و آن را دارای حیات بپندارند؟ این یک آزمایش فکری سرگرم‌کننده است.
این آزمایش فراتر از سرگرمی است و از نظر علمی آموزنده است. تقریباً هیچ چیز در دانش فضایی به اندازه یافتن یک سیاره بالقوه قابل سکونت هیجان گسترده‌ای ایجاد نمی‌کند.
یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که یافتن شواهدی از حیات روی زمین ممکن است به فصلی که ستاره‌شناسان بیگانه در آن زمین را می‌بینند، بستگی داشته باشد.
این مطالعه « زمین به‌عنوان سیاره فراخورشیدی: II. انتشار حرارتی متغیر زمان زمین و شاخص‌های زیستی فصول جوی آن » نام دارد. این مطالعه در سایت arXiv.org موجود است و نویسنده اصلی آن ژان نوئل متلر است. متلر دانشجوی دکترا در گروه فیزیک ETH زوریخ است و در حال مطالعه درباره سیارات فراخورشیدی و زیست‌پذیری است.
ریشه‌های تاریخی این نوع تحقیقات به دهه ۷۰ باز می‌گردد، زمانی که فضاپیما‌های ما از سیارات منظومه شمسی ما بازدید می‌کردند. پایونیر ۱۰ و ۱۱ رهسپار مشتری و زحل و وویجر ۱ و ۲ بهمشتری، زحل، اورانوس و نپتون رفتند.
این آغازی بود برای توصیف ژرف‌تر از سیارات دیگر. با اندازه‌گیری اشعه فرابنفش و فروسرخ، دانشمندان چیز‌های زیادی در مورد خواص جو سیاره‌ها، سطوح و تعادل انرژی کلی آموختند.
در مطالعه جدید طیف تابش فروسرخ زمین، تأثیر هندسه‌های مشاهده‌ای مختلف بر روی آن طیف‌ها و اینکه چگونه این مشاهده‌ها برای یک ناظر بسیار دورتر نمود پیدا می‌کنند، بررسی شد.
محققان همچنین چگونگی تأثیر تغییر فصول بر طیف‌ها را ارزیابی کردند. مشخص شد تنوع فصلی قابل توجهی در طیف انتشار حرارتی زمین وجود دارد و قدرت ویژگی‌های طیفی شاخص‌های زیستی مانند N۲O، CH۴، O۳ و CO۲، به شدت به فصل و هندسه دید بستگی دارد.
این مطالعه به بررسی چهار هندسه رصدی مختلف پرداخت: یکی در قطب شمال و جنوب، یکی در استوای آفریقا و دیگری در استوای اقیانوس آرام. این طیف‌ها با امواج فروسرخ اتمسفر در ماهواره آبی ناسا مشاهده شدند.
محققان دریافتند که هیچ نمونه واحدی از طیف انتشار حرارتی زمین وجود ندارد و امضای زیستی به شدت به فصل و هندسه دید بستگی دارد.
تنوع در خوانش‌ها در طول زمان در بالای توده‌های خشکی بسیار بیشتر از بالای اقیانوس‌ها بود. نمای استوایی آفریقا و نمای قطب شمال بر روی توده‌های خشکی متمرکز بودند و تنوع بیشتری را نشان دادند.
این مقاله در پایان می‌گوید: «به طور خاص، نمای قطبی نیمکره شمالی (NP) و نمای استوایی متمرکز آفریقا (EqA) تغییرات سالانه ۳۳ درصد و ۲۲ درصد را به ترتیب در اوج طول موج زمین در ≈ ۱۰.۲ میکرومتر نشان دادند.
نکته کلی این تحقیق این است که سیاره‌ای زنده و پویا مانند زمین را هم نمی‌توان با یک طیف انتشار حرارتی آن از دید موجود هوشمند فرازمینی صاحب حیات دانست. کسر ابر، فصلی بودن ابر، و خواص فاز ترمودینامیکی آنها بر تشخیص و نتیجه فصلی جو تأثیر می‌گذارد.
پس پیچیدگی زمین آن را به یک هدف دشوار برای این نوع رصد تبدیل می‌کند و محققان این مقاله آن را تأیید می‌کنند.
تلسکوپ فضایی جیمز وب قصد دارد طیف برخی از سیارات فراخورشیدی را با قدرت بیشتر مطالعه کند، بنابراین به روزی نزدیک می‌شویم که باید آنچه را که می‌بینیم بهتر درک کنیم.
این مطالعه روش جدیدی را برای مشاهده سیارات فراخورشیدی در فروسرخ میانی به جای نور بازتابی آزمایش کرد. ما به این نتیجه رسیدیم که رصد سیارات فراخورشیدی با «تابش حرارتی» می‌تواند اطلاعات بهتر و مکملی را ارائه دهد.
این مقاله در ابتدا توسط Universe Today منتشر شده.
