فرازمینی‌های احتمالی، زمین و حیات روی آن را چگونه می‌بینند یا زمین از نگاه ستاره‌شناسان فرازمینی چگونه است؟ اگر ستاره‌شناسان فرازمینی هم مانند ما در جستجوی علائم سکونت‌پذیری باشند، از رصدها به چه نتیجه‌ای می‌رسند؟ برای پاسخ به این پرسش‌ها، گروهی از پژوهشگران، زمین را از نگاه تمدن‌های فرازمینی احتمالی بررسی کردند و به نتایجی رسیدند.
پژوهشگران معتقدند یافتن شواهد حیات روی زمین به فصلی که ستاره‌شناسان فرازمینی برای رصد انتخاب می‌کنند وابسته است. پژوهشی جدید از زاویه‌ای متفاوت و از نگاه فرازمینی‌های احتمالی با عنوان «زمین به‌عنوان یک سیاره فراخورشیدی: تابش گرمایی متغیر، تغییرات فصلی و جوی شاخص‌های زیستی» به بررسی زمین و احتمال وجود حیات در آن پرداخته است.
تقریبا هیچ چیز در نجوم هیجان‌انگیز‌تر از یافتن حیات در سیاره‌ای دارای احتمال سکونت‌پذیری نیست. دانشمندان تاکنون تنها توانسته‌اند به شکلی گذرا به بررسی سیاره‌های فراخورشیدی دارای پتانسیل حیات بپردازی و هنوز راه زیادی در پیش است. یافتن نقطه‌ای که در آن پژوهشگران بگویند: «بله. این سیاره دوردست سکونت‌پذیر است» به استدلال‌های نوآورانه و علمی زیادی نیاز دارد.
ریشه‌های تاریخی این نوع پژوهش به دهه ۱۹۷۰ بازمی‌گردد. در آن زمان تعدادی فضاپیما برای بررسی سیاره‌های منظومه شمسی ارسال شدند. فضاپیماهای پایونیر-۱۰ (۱۰-Pioneer) و ۱۱ برای کاوش سیاره‌های مشتری و زحل و کاوشگرهای وویجر (Voyager) برای کاوش سیاره‌های مشتری، زحل، اورانوس و نپتون مانورهای پرواز از ارتفاع کم را روی همسایه‌های زمین انجام دادند.
دهه ۱۹۷۰ آغازی برای بررسی دقیق‌تر سیاره‌های دیگر بود. دانشمندان با بررسی پرتوهای فرابنفش و فروسرخ، نکات زیادی را درباره خصوصیات جو، سطح و موازنه انرژی کلی آن‌ها فراگرفتند، اما امروزه در دوره علم سیاره فراخورشیدی زندگی می‌کنیم و به دنبال رصد سیاره‌هایی هستیم که چندین سال نوری از ما فاصله دارند.
زمین به عنوان یک سیاره فراخورشیدی!
تنوع سیاره‌های کشف‌شده در نوع خود جذاب بوده، اما این سکونت‌پذیری سیاره‌ها است که آن‌ها را ارزشمند می‌کند. در واقع می‌خواهیم بدانیم موجودی آن جا زندگی می‌کند یا خیر. با پیشرفت فناوری، ستاره‌شناس‌ها به ابزار قدرتمندتری برای بررسی سیاره‌های دوردست دسترسی پیدا می‌کنند. یک تمدن پیشرفته در نقطه‌ای دیگر از راه شیری هم احتمالا به همین طریق عمل می‌نمایند.
در همین رابطه بخوانید: مشاهده زنده زمین از ایستگاه فضایی بین‌المللی
پژوهش یادشده به بررسی طیف پرتوهای فروسرخ زمینی، اثر هندسه‌های مختلف رصد بر این طیف‌ها و چگونگی ظاهر شدن رصدها برای ناظری در دنیایی دوردست اختصاص دارد. پژوهشگرها همچنین به ارزیابی تاثیر تغییرات فصلی بر طیف‌ها پرداختند. به نقل از آن‌ها ما آموختیم که تغییرات فصلی قابل توجهی در طیف تابش گرمایی زمین دیده می‌شوند و قدرت ویژگی‌های طیفی شاخص‌های زیستی مثل نیتروز اکسید، متان، اوزن و کربن دی‌اکسید به شدت به فصل و هندسه دید وابسته است.
این پژوهش به بررسی چهار هندسه رصد متفاوت پرداخت: دو هندسه برای قطب‌های جنوب و شمال، یکی برای استوای آفریقایی و یکی برای استوای اقیانوس آرام. طیف‌ها با ابزار ژرفاسنج فروسرخ جوی از ماهواره آکوا (Aqua) ناسا بررسی شدند.
پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که هیچ اندازه‌گیری واحدی نمی‌تواند طیف تابش گرمایی زمین را نشان دهد؛ زیرا تغییرات فصلی این کار را غیرممکن می‌سازند. آن‌ها می‌گویند: «تغییرات فصلی بر طیف تابش گرمایی زمین تاثیر می‌گذارند و قدرت شاخصه‌های جذب آثار زیستی هم به شدت به دو عامل فصل و همچنین هندسه دید وابسته است.»
پژوهشگرها همچنین متوجه شدند که تابش گرمایی براساس هندسه رصد تغییر می‌کنند. برای مثال تغییرات خوانش توده‌های خشکی در طول زمان بسیار بیشتر از اقیانوس‌ها بود. نمای استوایی آفریقایی و نمای قطب شمال متمرکز بر خشکی‌ها بودند و تغییرات زیادی را نشان دادند.
طبق پژوهش انجام‌شده نمای قطبی نیم‌کره شمالی (NP) و نمای استوایی آفریقایی (EqA) به ترتیب تغییرات سالانه ۳۳ درصد و ۲۲ درصد را در اوج طول موج زمینی تقریبا برابر با ۱۰٫۲ میکرومتر نشان دادند، اما ثبات گرمایی اقیانوس‌ها به معنی تغییرپذیری کمتر است. از سوی دیگر، هندسه‌های دید مثل قطب نیم‌کره جنوبی (SP) و نمای استوایی اقیانوس آرام (EqP) که بخش زیادی از آن‌ها اقیانوسی بوده، به دلیل اینرسی گرمایی (Inercia Termica) بالای اقیانوس‌ها، تغییرات کمتری را نشان دادند.
زمین در فضا
برداشت کلی از این پژوهش این بود که سیاره‌ای متغیر و زنده مانند زمین را نمی‌توان صرفا با یک طیف از تابش گرمایی شناخت. اتفاقات زیادی روی زمین رخ می‌دهند و از طرفی این پژوهش به نقش ابرها و اثر آن‌ها اشاره‌ای نکرده است.
پژوهشگران می‌گویند: «پژوهش‌های آینده برای بررسی تاثیر ابرها و تغییرات فصلی آن‌ها و همچنین تاثیر خصوصیات فاز ترمودینامیکی ابرها بر تغییرات فصلی جوی ضروری هستند.» به گفته آن‌ها برخی تغییرات کوچک هستند و بررسی آن‌ها در حین نظارت بر سیاره‌های دوردست کار دشواری است. داده‌های کثیف هم می‌توانند آن‌ها را مخفی کنند.
در همین رابطه بخوانید: آیا زمین منظومه شمسی را ترک می‌کند؟
آن‌ها معتقدند حتی برای زمین به ویژه برای نماهای استوایی، تغییرات جریان و قدرت ترکیب‌های جذب داده‌های یکپارچه، اندک و تقریبا برابر با ده درصد هستند. تفکیک این تغییرات از نویزها در رصدهای آینده سیاره‌های فراخورشیدی چالشی بزرگ خواهد بود. پیچیدگی زمین آن را به هدفی سخت برای این نوع رصد تبدیل می‌کند.
این پیچیدگی شناخت محیط‌های سیاره‌ای دوردست را بسیار دشوار می‌سازد. زمین بستر آزمایش ما است و براساس آن می‌آموزیم که یک سیاره و ویژگی‌های آن را نمی‌توان صرفا براساس یک طیف پرتوی گرمایی شناسایی کرد؛ بلکه نیاز به اندازه‌گیری‌های چنددوره‌ای تابش گرمایی و همچنین نور بازتابی داریم.
اغلب اکتشافات سیاره‌های فراخورشیدی مبتنی بر عبور این سیاره‌ها از مقابل ستاره خود هستند. این روش محدودیت‌هایی دارد. هدف تلسکوپ فضایی جیمز وب، بررسی طیف نور برخی از سیاره‌های فراخورشیدی با قدرت بیشتری است. در نتیجه روزی خواهد رسید که به درک بهتری از آنچه می‌بینیم برسیم. پژوهش فوق روش جدید رصد سیاره‌های فراخورشیدی در طیف فروسرخ را به جای نور بازتابی آزمایش کرد.
گرچه تغییرات فصلی و تغییر در هندسه رصد وجود دارند، نتیجه آزمایش بر خلاف اندازه‌گیری‌های نور بازتابی، به تغییرات فصلی یا روزانه وابسته نیست. محققان پژوهش مذکور بر این باورند که روش آن‌ها می‌تواند از داده‌های منحصر‌به فردی برای رصد سیاره‌های فراخورشیدی استفاده کند. در نهایت آن‌ها می‌گویند: «رصد سیاره‌های فراخورشیدی با استفاده از تابش گرمایی، اطلاعات مکمل و منحصر به فردی را فراهم می‌کند که برای شناسایی سیاره‌های سنگی در اطراف ستاره‌های دیگر ضروری است.»
آیا با مطالعه بیشتر شهاب سنگهای فرا زمینی نمی‌توان به وجود حیات در ماورای کهکشان راه شیری پی برد چرا در کشور یک آزمایشگاه معتبر جهت بررسی شهاب‌سنگ‌های که در حال حاضر در کشور یافت می‌شود دایر نمیشود میتوانید از طریق سازمان فضایی این کار انجام بگیرد و مجموعه بسیار جالبی در کشور میتونید جمع آوری کنید