O estudo dos exoplanetas amadureceu consideravelmente nos últimos 10 anos. Durante esse tempo, a maioria deles passou 4.000 exoplanetas que atualmente são conhecidos por nós foram descobertos.

Foi também nessa época que o processo começou a mudar do processo de descoberta para a caracterização. Além disso, os instrumentos de última geração permitirão estudos que revelam muito sobre as superfícies e atmosferas dos exoplanetas.

Isso naturalmente levanta a questão: o que uma espécie teria avançado o suficiente se tivesse estudado nosso planeta? Usando dados de vários comprimentos de onda da Terra, uma equipe de cientistas do Caltech foi capaz de construir como a Terra se pareceria para observadores alienígenas distantes.

Além de lidar com a coceira da curiosidade, este estudo também poderia ajudar os astrônomos a reconstruir as características da superfície de "Terra-like"exoplanetas no futuro.

Conceitos planetários parecidos com a Terra. (JPL)

O estudo, que descreve as descobertas da equipe, intitulado "Terra como um planeta: um mapa extraterrestre bidimensional", publicado recentemente na revista Science Mag e está agendado para publicação em As cartas na revista astrofísica.

O estudo foi liderado por Siteng Fan e incluiu vários pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia. Divisão de Ciências Geológicas e Planetárias (GPS) e o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.

Ao procurar por possíveis planetas 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 propriedades de superfície (AKA) Obra direta), os cientistas precisam estar satisfeitos com as indicações que mostram como um "planeta" é um planeta.

Como Fan disse ao Universe Today em um email, isso reflete os limites aos quais os estudos de astrônomos e exoplanetas são obrigatórios:

"Primeiro, os estudos atuais sobre exoplanetas não descobriram quais são os poucos requisitos para moradia. Existem alguns critérios propostos, mas não temos certeza se eles são suficientes ou necessários. Segundo, mesmo com esses critérios, as técnicas observacionais atuais não são boas o suficiente. para confirmar a habitabilidade, especialmente em exoplanetas na Terra, devido à dificuldade em detectá-los e limitá-los. "

Considerando que a Terra é o único planeta que sabemos como sustentar a vida, a equipe teorizou que observações distantes da Terra poderiam atuar como uma proxy para um exoplaneta habitável, como observado por uma civilização distante.

"A Terra é o único planeta que conhecemos contém vida", disse Fan. "Estudar como a Terra se parece com observadores distantes nos daria instruções sobre como encontrar possíveis exoplanetas habitáveis."

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

Por essa razão, a presença destes poderia ser considerada como possíveis indicações de habitabilidade e até mesmo indícios de vida (também bioassinaturas) que pudessem ser observadas à distância. Portanto, ser capaz de identificar características de superfície e nuvens em exoplanetas seria essencial para colocar limites à sua acessibilidade.

Para determinar como será a Terra para os observadores distantes, a equipe compilou 9740 imagens da Terra que a NASA realizou Observatório do Clima do Espaço Profundo (DSCOVR). 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 várias ondas.

Fan e seus colegas então combinaram as imagens para formar uma audiência de 10 pontos de reflexão plotados ao longo do tempo, que foram então integrados ao disco da Terra. Isso efetivamente reproduzia o que a Terra poderia parecer se estivesse observando muitos anos-luz de distância se eles estivessem observando a Terra por um período de dois anos.

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

(ref)(S. Fan et al., Abril de 2019)

Ao analisar as curvas resultantes e compará-las com as imagens originais, a equipe de pesquisa descobriu quais parâmetros das curvas correspondem ao terreno e à cobertura de nuvens. Eles então selecionaram os parâmetros que mais se aproximavam do terreno e o ajustaram à rotação de 24 horas da Terra, o que lhes deu um mapa bem conhecido (mostrado acima) que representava como seria a curva de luz da Terra dos anos-luz.

As linhas pretas representam o parâmetro de superfície e correspondem aproximadamente às costas dos principais continentes. Estes são ainda coloridos em verde para fornecer uma representação aproximada da África (centro), Ásia (logo acima), América do Norte e do Sul (esquerda) e Antártica (abaixo).

O que fica entre eles representa os oceanos terrestres, com as seções mais rasas notadas em vermelho e as mais profundas em azul.

Esses tipos de representações, quando aplicados às curvas de luz de exoplanetas distantes, poderiam permitir aos astrônomos avaliar se um exoplaneta possui oceanos, nuvens e icebergs – todos os elementos necessários para um exoplaneta "parecido com a Terra". Como fã concluiu:

"A análise de curvas de luz neste trabalho tem implicações na determinação de características geológicas e sistemas climáticos em um exoplaneta. Descobrimos que a variação da curva de luz da Terra é dominada por nuvens e terra / oceano, ambos de grande importância para a vida. na Terra. É por isso que os planetas existentes na Terra que possuem esse tipo de característica seriam mais inclinados a receber a vida. "

No futuro próximo, as gerações vindouras, como a Telescópio Espacial James Webb (JWST) permitirá as pesquisas de exoplanetas mais detalhadas até o momento. Além disso, os instrumentos no nível do solo estarão disponíveis na próxima década – por exemplo, Telescópio Extremamente Grande (ELT), o Trinta Telescópio Métrico (TMT) e os Telescópio Gigante de Magalhães (GMT) – deverá permitir estudos de imagem direta de planetas menores e rochosos que orbitam mais perto de suas estrelas.

Ajudados por estudos que ajudam a resolver as propriedades da superfície e as condições atmosféricas, os astrônomos finalmente poderão dizer com segurança quais exoplanetas são habitáveis ​​e quais não são.

Com sorte, a descoberta da Terra 2.0 (ou várias terras para esse assunto) pode estar ao virar da esquina!

Este artigo foi publicado originalmente por Universo hoje. Leia o artigo original.

Esta matéria foi traduzida do portal Science Alert Pty Ltd.