زمین از منظر ستاره‌شناسان بیگانه چگونه به نظر می‌رسد؟ اگر آن‌ها نیز مانند ما در جستجوی نشانه‌های حیات در آسمان‌ها بودند، مشاهدات‌شان از زمین به آن‌ها چه چیزی را نشان می‌داد؟ محققان در مطالعه‌ای جدید به این سوالات پرداخته‌اند.
دیدارنیوز ـ به نقل از ساینس‌آلرت، این آزمایش در عین سرگرم‌کننده بودن موارد زیادی به ما می‌آموزد. از بسیاری جهات، مطالعه سیاره ما و چگونگی به نظر رسیدن آن و سپس استنتاج نتایج، روش آسان‌تری است.
یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که یافتن شواهدی از حیات روی زمین ممکن است به فصلی که ستاره‌شناسان بیگانه در آن سیاره ما را مشاهده می‌کنند بستگی داشته باشد.
تقریباً هیچ چیز در علوم فضایی به اندازه یافتن یک سیاره بالقوه قابل سکونت باعث هیجان گسترده نمی‌شود. این دست اخبار مانند یک ویروس از طریق اینترنت با جهش‌های جزئی از سایتی به سایت دیگر سرایت می‌کند.
تاکنون، ما تنها نگاهی اجمالی و نشانه‌هایی کوچک از سیارات فراخورشیدی به دست آورده‌ایم که نشان می‌داد این سیارات ممکن است بتوانند از حیات پشتیبانی کنند. با این وجود هنوز راه دور و درازی برای رسیدن به نقطه‌ای که در آن بتوان گفت "بله. این سیاره قابل سکونت است"، نیاز داریم و رسیدن به این نقطه به علم و استدلال ابتکاری زیادی نیاز دارد.
اکنون یک مطالعه جدید ممکن است بتواند بخشی از راه رسیدن به آن نقطه باشد. مطالعه‌ای که به بررسی ظاهر بیرونی زمین در فصول مختلف پرداخته است.
این مطالعه با عنوان "زمین به عنوان یک سیاره فراخورشیدی" به صورت پیش‌چاپ در وبسایت arXiv.org منتشر شده و نویسنده اصلی آن ژان نوئل متلر (Jean-Noel Mettler) بوده است. متلر دانشجوی دکترا در گروه فیزیک مؤسسه فناوری فدرال زوریخ (ETH) است.
ریشه‌های تاریخی این نوع تحقیقات به دهه ۷۰ میلادی باز می‌گردد، زمانی که فضاپیما‌ها از سیارات منظومه شمسی ما بازدید می‌کردند. پایونیر ۱۰ و ۱۱ از مشتری و زحل و وویجر ۱ و ۲ از مشتری، زحل، اورانوس و نپتون دیدن می‌کردند.
این آغاز راهی برای توصیف عمیق‌تر سیارات دیگر با اندازه‌گیری اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز بود و دانشمندان موارد زیادی در مورد خواص جو سیاره‌ها، سطوح و تعادل انرژی در آن‌ها آموختند.
اما امروزه، ما در زمان علوم سیارات فراخورشیدی زندگی می‌کنیم. ما در حال گسترش همان نوع مشاهدات روی سیاراتی هستیم که چندین سال نوری از ما فاصله دارند.
انواع مختلف سیاراتی که ما کشف کرده‌ایم به خودی خود جالب هستند، اما ما می‌خواهیم بدانیم که آیا موجودات دیگری در جایی در منظومه شمسی زندگی می‌کنند یا خیر.
با پیشرفت فناوری ما، اخترشناسان ابزار‌های قدرتمندتری برای مطالعه سیارات دوردست در اختیار خواهند داشت. یک تمدن دارای فناوری در جای دیگری در کهکشان راه شیری نیز احتمالاً فعالیتی مشابه اخترشناسان زمینی انجام خواهد داد.
در این مطالعه طیف تابش فروسرخ زمین، تأثیر مشاهدات هندسی بر آن طیف‌ها و چگونگی به نظر رسیدن زمین از دید یک ناظر دور مورد بررسی قرار گرفت.
محققان همچنین چگونگی تاثیر تغییر فصول بر طیف‌ها را ارزیابی کردند. آن‌ها متوجه شدند که تنوع فصل‌ها تاثیر قابل توجهی بر انتشار طیف حرارتی زمین دارد و قدرت ویژگی‌های طیفی شاخصه‌های زیستی مانند N ۲ O، CH ۴، O ۳، و CO ۲، به فصول و هندسه رصدی (viewing geometry) بستگی دارد.
در این مطالعه به بررسی چهار هندسه رصدی مختلف پرداخته شد: یکی در قطب شمال و جنوب، یکی در خط استوای آفریقا و دیگری در خط استوای اقیانوس آرام.
محققان دریافتند که هیچ نمونه و نماینده واحدی از طیف انتشار حرارتی زمین وجود ندارد، زیرا تغییرات فصلی وجود آن را غیرممکن می‌کند. در این مقاله آمده است که در عوض، تنوع فصلی تاثیر قابل توجهی بر طیف انتشار حرارتی زمین دارد.
محققان همچنین دریافتند که انتشارات حرارتی با تغییر در هندسه رصدی بسیار متفاوت می‌شوند. تنوع در خوانش‌ها در طول زمان بر فراز توده‌های خشکی بسیار بیشتر از اقیانوس‌ها بود. نمای استوایی آفریقا و نمای قطب شمال بر روی توده‌های خشکی متمرکز بودند و تنوع بیشتری را نشان دادند. این درحالی است که پایداری حرارتی اقیانوس‌ها به معنای تنوع کمتر است.
نکته کلی این تحقیق این است که یک سیاره زنده و پویا مانند زمین را نمی‌توان با تنها یک طیف انتشار حرارتی مشخص کرد. اینجا روی زمین اتفاقات زیادی می‌افتد و این مطالعه حتی به ابرها و تأثیر آن‌ها هم نپرداخته است.
نویسندگان می‌نویسند: تحقیقات آینده باید برای بررسی اینکه چگونه تراکم ابرها، فصلی بودن آن‌ها و خواص فاز ترمودینامیکی آن‌ها بر جو تأثیر می‌گذارد، انجام شود.
نویسندگان می‌گویند که برخی از تغییرات جزئی هستند و هنگام رصد سیارات دور به سختی می‌توان آن‌ها را رصد کرد. تفکیک کردن این تغییرات از نویز‌های موجود در مشاهدات سیارات فراخورشیدی در آینده، یک چالش خواهد بود.
پیچیدگی زمین آن را به یک هدف دشوار برای چنین رصد‌هایی تبدیل می‌کند.
محققان می‌گویند: با استفاده از زمین به‌عنوان یک بستر آزمایشی، متوجه شدیم که یک سیاره و ویژگی‌های آن را نمی‌توان تنها با یک طیف انتشار حرارتی توصیف کرد و چندین دوره اندازه‌گیری ترجیحاً هم در نور بازتابی و هم در گسیل حرارتی، مورد نیاز است.
اکثر موارد ردیابی سیارات فراخورشیدی که ما انجام می‌دهیم بر اساس چندین گذر آن سیاره از مقابل ستاره‌اش است؛ که محدودیت‌هایی به همراه دارد.
تلسکوپ فضایی جیمز وب قصد دارد طیف برخی از سیارات فراخورشیدی را با قدرت بیشتر مطالعه کند، بنابراین به روز‌هایی نزدیک می‌شویم که آنچه می‌بینیم را باید بهتر درک کنیم.
در این مطالعه روش جدیدی برای مشاهده سیارات فراخورشیدی در طیف مادون قرمز میانی به جای نور بازتابی آزمایش شد.
متلر و همکارانش فکر می‌کنند که روش آن‌ها می‌تواند داده‌های منحصر به فردی را به مشاهدات سیارات فراخورشیدی در نور بازتابی بیافزاید.