Die Helligkeit der Ozeane von Exoplaneten, die Astronomen zufolge in großer Entfernung zu sehen sind, kann ein Zeichen für ihre Bewohnbarkeit sein.
Wenn Sie die Erde betrachten, die die Sonne aus großer Entfernung umkreist, durchläuft sie wie der Mond Phasen. Die Ozeane des Planeten reflektieren eine große Menge Licht, besonders wenn es sich um das erste und letzte Quartal handelt. Forscher glauben, dass dies auch auf Exoplaneten zutreffen könnte.
"Es scheint, dass die Erhöhung der Intensität des Glühens im ersten und letzten Quartal ein fast unbedingtes Zeichen dafür sein kann, dass es einen Ozean auf dem Planeten gibt", sagte Tyler Robinson vom Ames Research Center der NASA im kalifornischen Moffett Field im Juni Astrobiologie-Konferenz in Chicago.
Obwohl die Erde von vielen Satelliten umgeben ist, bieten sie keine Gelegenheit, den Planeten vollständig zu betrachten. Daher müssen sich viele Wissenschaftler, die Exoplaneten untersuchen, an ein Modell wenden, um zu verstehen, wie die Erde aussehen kann, wenn man sie von einem fernen fremden Planeten aus betrachtet. Solche Modelle können jedoch sehr rau sein und müssen getestet werden.
Wissenschaftler haben mehrmals versucht, dieses Problem zu lösen. Zum Beispiel verwendeten Carl Sagan und andere Forscher im Jahr 1993 Beobachtungen, die während eines Demonstrationsfluges des von der NASA entwickelten Raumschiffs Galileo im Jahr 1990 gemacht wurden, um Jupiter zu untersuchen, um Anzeichen von Leben auf unserem Planeten zu finden. Im Jahr 2009 beobachtete das Mondkrater-Beobachtungs- und Sonden-Raumschiff (LCROSS) die Erde in mehreren Phasen, einschließlich der Phase, in der sie im ersten und letzten Quartal fast vollständig war, um ihre Instrumente zu kalibrieren. Robinson und seine Kollegen analysierten diese Daten und fanden heraus, wie die Erde in verschiedenen Spektren im Lichtbereich von Infrarot bis Ultraviolett in verschiedenen Phasen aussieht. Ihre Studie wurde 2014 im Astrophysical Journal veröffentlicht.
"LCROSS beobachtete, wie die Erde kalibrierte, und diese Messungen haben der Wissenschaft geholfen", sagte Robinson.
Die Ergebnisse zeigten, dass, obwohl der kleinste Bereich der Erdoberfläche im ersten und letzten Quartal sichtbar ist, die Helligkeit des Planeten aufgrund der Reflexion von Licht aus seinen Ozeanen zunimmt. Laut Robinson ist die Helligkeit des Planeten im Spektrum des sichtbaren Lichts um bis zu 40 Prozent gestiegen. im nahen infrarotlicht leuchtete die erde fast 80 prozent heller.
Robinson war außerdem Mitautor verschiedener wissenschaftlicher Arbeiten, die ähnliche, wenn auch weniger detaillierte Beobachtungen der Erde mit Deep Impact - der Weltraumsonde der NASA - untersuchten, die in den Jahren 2005 und 2010 nahezu ähnliche Studien mit zwei verschiedenen Kometen durchführte.
Die LCROSS-Beobachtungen - die ersten hochauflösenden Beobachtungen der Erde im ersten und letzten Quartal - bestätigen die auf bestehenden Modellen basierenden Annahmen, sagte Robinson. Er warnte jedoch davor, dass ähnliche Ergebnisse, die bei der Beobachtung von Exoplaneten erhalten wurden, keine unbedingten Anzeichen für die Anwesenheit des Ozeans sein können, da Wolken und Eis auch die Helligkeit des Planeten beeinflussen können. Weitere Untersuchungen der atmosphärischen Exoplanetenwolken werden mehr über ihre mögliche Bewohnbarkeit erzählen.
Wenn sich jedoch herausstellt, dass die lebhafte Reflexion von Exoplaneten durch den Ozean verursacht wird, ist dies eine überraschende Entdeckung, sagte Robinson.
"Wir kamen zu dem Schluss, dass die Entdeckung eines solchen Zeichens ein bedeutendes Ereignis sein würde und sicherlich beweisen wird, dass nachfolgende, sorgfältigere Beobachtungen des Planeten gerechtfertigt waren", schrieben er und seine Kollegen in ihrem Artikel von 2014 über die Ergebnisse von Beobachtungen, die mit LCROSS erhalten wurden.
