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如果外星人从远处观察地球,他们会看到这个

科普小知识2022-03-14 04:50:08
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在过去的十年里,对太阳系外行星的研究已经相对成熟。到目前为止,我们已经发现了4000多颗系外行星。

这提出了一个问题:如果另一个高级物种正在研究地球,他们会看到什么?加州理工学院的科学家利用地球的多波长数据,为遥远的外星人观察者绘制了一幅地球图像。

除了满足好奇心,这项研究还可以帮助天文学家发现和重建“类地”系统之外的行星表面特征。

如果外星人从远处观察地球,他们会看到这个

这项研究从地球作为外行星的角度绘制了一张地球的二维“外星地图”,最近发表在《科学》杂志上。

研究人员包括来自加州技术和地质研究所、行星科学系(全球定位系统)和美国国家航空航天局喷气推进实验室的斯滕·范和其他人。

当我们在太阳系以外的广阔星海中寻找潜在的可居住行星时,科学家们*采用间接的方法。

因为大多数系外行星不能直接观察它们的大气成分或表面特征,也就是说,不能直接成像,科学家认为系外行星至少“看起来像地球”。

正如范所说,这反映了太阳系外行星研究目前面临的局限性:“首先,我们还没有制定太阳系外行星可居住性的最低要求。虽然已经有了一些标准,但不确定它们是否足够和必要。其次,目前的观测技术不足以证明一颗行星是否真的适合居住。”

由于地球是我们所知道的唯一能够维持生命供应的行星,研究小组认为,对地球的远程观测结果可以作为我们寻找可居住的外星人的参考标准。

范说:“外星人眼中地球的出现将为我们找到一颗类似地球的行星指明道路。”

在地球的生命系统中,最重要的是水循环。它有三个不同的阶段,即水蒸气、凝结成云和冰粒,以及表面存在水。

这些被认为是可居住性的潜在迹象,可以远程观察到。因此,确定系外行星的表面特征和云以确定它们的可居住性是非常重要的。

为了确定对地球的远程观测是什么样子,研究小组收集了美国宇航局深空气候观测卫星拍摄的9740张地球图像。在2016年至2017年的两年时间里,每68至110分钟将拍摄一次图像,以捕捉来自地球大气层的多波长反射光。

然后,范和他的同事将所有的图像组合在一起,整合到了地球的磁盘上,有效地再现了这两年里地球在外星服务器上的样子。

如果外星人从远处观察地球,他们会看到这个

照片:范等。

研究小组分析了获得的曲线,并将其与原始图像进行比较,以便将曲线中的参数逐一与地球的陆地和云层进行映射。在选择了最密切相关的参数后,研究人员根据地球24小时的自转调整了它们的尺寸,并获得了一张等高线图(见上图),它代表了从光年以外看到的地球的光曲线图像。

黑线表示表面特征,大致相当于所有大陆的海岸线。绿色进一步表示非洲(中部)、亚洲(右上)、南北美洲(左)和南极洲(右下)。中心是海洋,光线是红色的,深海是蓝色的。

当天文学家将这种表示方法应用于外行星的光曲线观测时,他们可以评估该行星是否有海洋、云和冰帽,这些都是“类地”的必要元素。正如范所说,“这项工作对于确定系外行星的地址特征和气候系统具有重要意义。我们发现地球光曲线的变化主要由云和陆地/海洋组成,因此具有相同类型特征的系外行星更有可能携带生命。”

在不久的将来,下一代仪器,如詹姆斯·韦伯太空望远镜,将实现更详细的系外行星调查。然而,即将发射的超级望远镜(ELT)、30米望远镜(TMT)和巨型麦哲伦望远镜(GMT)有望实现对较小岩石行星的直接成像研究。

通过对地表特征和大气条件的研究,天文学家最终将能够确定哪些系外行星具备可居住条件,哪些不具备。

蝌蚪工作人员从sciencealert编译,翻译狗Gege,转载必须授权。