Галилео во близина на сателитот на Јупитер Ио. Возилото пристигнало на планетата на 7 декември 1995 година и слетало на 21 септември 2003 година. Сликата покажува дека антената е целосно распоредена, иако, всушност, тоа никогаш не се случило.
На 8 декември 1990 година, вселенското летало Галилео лансираше од Земјата до Јупитер. Тој се дистанцирал со 960 км, ги задржувал своите инструменти во интегритет и одржувал постојан контакт. Тој собирал податоци, вклучувајќи ја и нашата планета.
Но, што може да се фати од таква дистанца? Дали животот, вегетацијата, знаците на умот биле видливи? Овие прашања беа покренати во 1993 година од Карл Саган. Резултатите покажаа дека уредот сними огромна количина информации што го потврдуваат животот на нашата планета. Значи, секоја друга форма, ако помине на доволно растојание, ќе го забележи истото.
Имаше многу информации: изобилни количества површинска вода, кислород, метан, озон, радио сигнали и така натаму. Но, Саган се фокусираше на моќниот одраз на блиската инфрацрвена боја во копнениот спектар. "Црвениот раб" укажува на присуство на "пигмент кој прима светлина во фотосинтетичкиот систем". Со други зборови, добивме потпис на вегетација. Тоа е, сонди како Галилео лесно треба да ги најдат сите овие знаци на други предмети, ако се, се разбира.
Но, тука се работи за километри, и планираме да ги истражиме објектите што се далечни за светлосни години. Дали би можело да се забележи црвениот раб во такви услови? Научниците се заинтересирани да одговорат на ова прашање.
Пилар Монтанес-Родригез од соларната опсерваторија "Голема мечка"
Кога барате планети со знаци на живот, важно е да разберете што да барате. Пилар Монтанес-Родригез се фокусира на присуството на атмосферски гасови. Неопходно е да се идентификуваат комбинациите како кислород и метан, кислород и вода, озон и јаглерод диоксид. Но, ова само укажува на присуство на микробни форми кои постоеле на нашата планета милијарди години пред појавата на повеќеклеточни организми. Наоѓањето на нешто посложено (растенијата) е многу потешко. За ова и треба да се потпрете на црвениот раб. Но, дали е можно да се открие?
На месечината
Истражувачот кој ги проучува спектралните потписи на планетите нема голем избор на предмети. Саган, Пал и Монтанес-Родригез се фокусираа на најпроучуваната планета - Земјата. Се чини дека со таква богата историја задачата треба да биде едноставна. На крајот на краиштата, ако Галилео го направи ова од голема далечина, тогаш орбиталните сателити може да ни дадат информации, дури и секој ден. Нели? Не, тие нема да го направат тоа.
Во крајна линија е дека проучувањето на егзопланетите е различно од прегледот на блиските објекти. Уредот, летајќи на растојание од 1000 км, буквално може да ги погледне географските карактеристики и да покаже моќен црвен раб на места со вегетација (како шуми на Амазон). Но, во текот на океаните или пустините, раб не се појави. Истото важи и за сателитите во орбитата, фиксирани во различни региони.
Кога станува збор за егзопланетите, растојанието ги усложнува работите. Не само што можеме да разбереме каде се наоѓаат површините со океани, пустини и вегетација, туку и да дознаат дали воопшто постојат. Имаме само заеднички спектар во наши раце, па црвената раб нема да биде концентрирана на поени, туку разредена. Или можеби тоа воопшто не се манифестира?
Земјени светла
Ако сателитите и вселенското летало не можат да го измерат интегрираниот спектар на земјата, тогаш како да го добиете? Од земна светлина. Знаете дека Месечината го менува својот изглед. Светлиот дел е осветлен од сонцето, а темнината се наоѓа во сенката. Но, тоа сè уште не исчезнува целосно, туку емитува слаб сјај што се рефлектира од Земјата. Ова е терестријален сјај. Ако директното набљудување ги следи светлината што се рефлектира од специфични области, тогаш целиот свет го прикажува амалгамот на светлината од половина од површината на Земјата. Бидејќи се земе еден спектар како основа, земјата сјае е идеална претстава за тоа како нашата планета ќе се види од далечен набљудувач.
Лов за црвениот раб
Научниците не очекуваа пробив или некои вртоглави резултати. Тие го користеа 60-инчниот телескоп на опсерваторијата Паломар и високопрецизниот спектрометар за снимање на спектарот на сјајот на Земјата во ноќта на 19 ноември 2003 година. Во тоа време, тие не забележаа значително зголемување на сигналот, објаснувајќи го неуспехот на облакот слој. Факт е дека облаците имаат својства за да ги одразуваат и заглават сигналите на зелените површини.
Земјински региони кои го прикажуваат аурора во различни периоди 19 ноември 2003 година
За да го потврдат тоа, Пале и Монтанес-Родригез одлучија да ги споредат податоците со реалната покриеност со облак и зелената покриеност. Ова помогна да се создаде компјутерски модел кој комбинира рефлектирана светлина од различни региони. Таа точно го предвидела спектарот на површината на Земјата.
Ова се покажа дека тие можат да демонстрираат спектар секоја вечер ако има информации за облак покритие. Откако добиле таква моќна алатка, научниците би можеле да го разгледаат проблемот од другата страна. Црвениот раб едвај забележлив, но тоа не значи дека методот за потрага по вегетација е бескорисен. Можеби постојат услови под кои сигналот е забележливо подобар?
Првото нешто што ми доаѓа на ум е да се следи во ноќта кога небото е чисто. Но, тука ќе наидеме на грешка. Облаците секогаш покриваат околу 60% од површината. Тоа е, нејзините облаци секогаш ќе бидат исти. Што треба да биде совршен ден за пребарување?
Три денови од земната светлина Еве процентите на земните светла за подрачја на планетата кои се облачно и покриени со вегетација, земени за три различни денови. Сината линија (19 ноември 2003) - 40% од површината беше одговорна за создавање на сјае, црно и црвено (19 декември 2002 и 7 декември 2003 година) - беше вклучен само мал интервал. Три врвови (од лево кон десно): Азија, Африка и Јужна Америка. За да се одреди прецизно, научниците одлучија да го моделираат спектарот на Земјата секој ден во текот на 2003 година. Се покажа дека 19 декември 2002 година и 7 декември 2003 година покажа силна флуктуација на црвената раб во текот на денот. Сигналот се појави и исчезна три пати. Истражувачите следеа време и сфатија дека коњски трки се појавиле кога регионите кои најмногу придонеле за процесот вклучувале области богати со вегетација. Инструментот изгледаше луд, обидувајќи се да укаже на присуството на форми на живот.
Зошто тогаш, сигналот на првата ноќ беше слаб? Овде мора да се има предвид дека големината на површината вклучена во процесот може драматично да се промени. Кога ја набљудуваме Месечината, ги гледаме неговите промени (осветлување од страна на Сонцето). Ако ја следеа Земјата од сателит, би го забележале истиот ефект. Се разбира, само светли површини помагаат да се создаде сјај. Тие можат да бидат неверојатно тесни и слаби, или можат да ја покријат половина од планетата кога ќе запалат. Излегува дека имало моменти кога нашата планета била "преплавена" со животот, и имало денови на целосна тишина.
Да не заборавиме дека изложеноста на светлина може да падне на зони со океани, земјиште или густо покриени со облаци, па затоа ефектот не е секогаш извонреден и радикално поинаков. Излегува дека црвениот раб едноставно се апсорбира од овие фактори.
Спектарот на сјајот на Земјата и црвениот раб Црна линија го претставува спектарот на 19 ноември 2006 година. Зелено-компјутерска симулација на спектарот на истиот ден (јасно е дека тие се спојуваат). Црвен - модел на спектрален албедо на 7 декември 2003 година. Црвениот раб е прикажан со наклонот
Истражувачите нашле поим, имено, тенок јаз. Нашата планета се врти, па ако голем дел од светлината се види над Америка, која се рефлектира на Месечината, ќе се забележи над копното, а не океанот. Тоа значи, областите на вегетација со сигнал на црвена боја треба лесно да се лоцираат и нема да се преклопуваат со светлината на пустината. Истото важи и за облаците. Облачните области сѐ уште придонесуваат за одреден износ на светлина. Но, ако компонентата е претставена со тесен јаз, сè се менува. Овој јаз повремено ќе биде покриен со облаци, но сепак ќе падне во територија без "мешање" и да ја собере вегетацијата.
Тоа е, ние испраќаме скенирачки сноп до ротирачката Земја. Ќе помине низ сите зелени места, а во одредени периоди ќе примаме сигнали од црвениот раб. Но, на теренот океани и пустини, тој ќе молчи. Ова е докажано со датумите на контакт со Азија, Африка и Јужна Америка.
Но нашата планета не е најдобриот пример за истражување. На крајот на краиштата, најчесто сме покриени со вода, така што можете да користите само тесна лента за пребарување и да чекате за областа која ги исполнува условите.
(14 ноември и 7 декември). На 19 ноември (лево) поголемиот дел од дискот на Земјата блескаше набљудување и придонесоа својот дел од светлината, но на 7 декември (десно) беше запалена само јазот. Во првиот случај, само 15% од територијата е покриена со вегетација, а во втората - 48%.
На други планети
Како ова помага при пребарување на други планети? Па, од самиот почеток се чини дека ништо. Во нашиот случај, ние продолжуваме од карактеристиките на Земјата, позицијата на Месечината и Сонцето. Идните мисии ќе треба да бараат одраз од одредена планета, а не хипотетички сателит. Ова ќе биде многу комплициран процес, особено бидејќи нашиот свет е единствен случај, бидејќи е невозможно да се добие одраз на светлината од сателит во други објекти.
Но, Монтанес-Родригез не се согласува со ова. Егзопланетите имаат фази кои личат на она што го гледаме кога гледаме на Месечината. Кога планетата се движи кон спротивната страна на ѕвездата, се чини целосна. Таа, исто така, ротира, па ја достигнува точката каде што се наоѓа поблиску до нас. Но, таа може да се сокрие зад ѕвездата, со што ја расклопува само лесната лента. Со вистинскиот избор на денот, можете да ја скенирате планетата и да го најдете црвениот раб.
Месечината и егзопланетите Гледаме дека Месечината ја менува формата во зависност од фазите. Ова може да се примени на други планети. Неопходно е да се побара црвениот раб кога е "ново" и гледаме само тесен појас.
Како и секогаш, научниците ни нудат добри вести и лоши. Да почнеме со негативно. За да го најдете црвениот раб на далечна планета, треба да го погледнете по линијата близу до рамнината на неговата орбитална патека. Ако е одбиено, тогаш едноставно нема да ја видиме "фазата". Но, дури и под идеални услови, забележуваме раб во моментот на слабоста на планетата. Ова се случува кога се наоѓа во близина на ѕвездата. Но, ова предизвикува тешкотии, бидејќи е неопходно да се изолира светлината на самата ѕвезда. Затоа, ќе ви треба опрема што е 10 пати поосетлива од модерната.
Но, има добри вести. Црвениот раб може да се најде ако ја знаеме точната локација. Сега немаме алатки, но во иднина овој метод ќе ни помогне. И тогаш ќе сфатиме дека не само во Универзумот, а на друго место има вегетација, вода и можеби рационални форми на живот.
