Trong vài thập kỷ qua, đã có một vụ nổ về số lượng các hành tinh ngoài mặt trời đã được phát hiện. Tính đến ngày 1 tháng 4 năm 2018, tổng cộng có 3.758 exonhững hành tinh đã được xác nhận trong 2.809 hệ thống, với 627 hệ thống có nhiều hơn một hành tinh. Ngoài việc mở rộng kiến thức về Vũ trụ, mục đích của tìm kiếm này là tìm kiếm bằng chứng về sự sống ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta.
Trong quá trình tìm kiếm các hành tinh có thể ở được, các nhà thiên văn học đã sử dụng Trái đất làm ví dụ hướng dẫn. Nhưng liệu chúng ta có nhận ra một hành tinh giống như Trái đất của người Viking nếu chúng ta nhìn thấy một hành tinh không? Câu hỏi này đã được giải quyết trong một bài báo gần đây của hai giáo sư, một trong số họ là một thợ săn ngoại hành tinh và người còn lại, một chuyên gia về khoa học và sinh vật học Trái đất. Cùng nhau, họ xem xét những tiến bộ nào (quá khứ và tương lai) sẽ là chìa khóa cho việc tìm kiếm Trái đất 2.0.
Bài báo có tựa đề Trái đất là một Exoplanet, gần đây đã xuất hiện trực tuyến. Nghiên cứu được thực hiện bởi Tyler D. Robinson, cựu Nghiên cứu sinh sau tiến sĩ của NASA và là giáo sư trợ lý từ Đại học Bắc Arizona, và Christopher T. Reinhard - một giáo sư trợ lý của Viện nghiên cứu Trái đất và Khí quyển của Viện Công nghệ Georgia.
Vì lợi ích của nghiên cứu, Robinson và Reinhard tập trung vào việc săn lùng các hành tinh có thể ở được và có người ở ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta thường tập trung vào các chất tương tự Trái đất. Điều này được mong đợi, vì Trái đất là hành tinh duy nhất mà chúng ta biết có thể hỗ trợ sự sống. Như giáo sư Robinson đã nói với Tạp chí Không gian qua email:
Trái đất là - hiện tại! - ví dụ duy nhất của chúng ta về một thế giới có thể ở được và có người ở. Vì vậy, khi có người hỏi, một hành tinh ngoài hành tinh sẽ trông như thế nào? hoặc Tử Một hành tinh ngoại có sức sống sẽ như thế nào? Rằng, lựa chọn tốt nhất của chúng ta là chỉ vào Trái đất và nói, Có lẽ nó sẽ trông rất giống thế này. Trong khi nhiều nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết về các hành tinh có thể ở được khác (ví dụ, các siêu Trái đất phủ đầy nước), ví dụ hàng đầu của chúng ta về một hành tinh có thể hoạt động đầy đủ sẽ luôn là Trái đất.
Do đó, các tác giả xem xét các quan sát được thực hiện bởi tàu vũ trụ của Hệ mặt trời đã dẫn đến sự phát triển các phương pháp tiếp cận để phát hiện chữ ký của môi trường sống và sự sống trên các thế giới khác. Chúng bao gồm Tiên phong 10 và11 nhiệm vụ và Hành trình 1 và2 tàu vũ trụ, nơi thực hiện các chuyến bay của nhiều cơ quan Hệ Mặt Trời trong những năm 1970.
Các nhiệm vụ này, thực hiện các nghiên cứu trên các hành tinh và mặt trăng của Hệ Mặt trời bằng phương pháp trắc quang và quang phổ cho phép các nhà khoa học tìm hiểu rất nhiều về các vật thể này trong hóa học và thành phần khí quyển, cũng như các mô hình và hóa học khí tượng. Các nhiệm vụ tiếp theo đã thêm vào điều này bằng cách tiết lộ các chi tiết chính về các chi tiết bề mặt và sự tiến hóa địa chất của các hành tinh và mặt trăng.
Ngoài ra, Galileo cuộc thăm dò đã tiến hành flybys của Trái đất vào tháng 12 năm 1990 và 1992, nơi cung cấp cho các nhà khoa học hành tinh cơ hội đầu tiên để phân tích hành tinh của chúng ta bằng cách sử dụng các công cụ và kỹ thuật tương tự đã được áp dụng trước đây trong Hệ Mặt trời. Đó cũng là Hành trình 1 tàu thăm dò đã chụp một hình ảnh xa xôi về Trái đất, mà Carl Sagan gọi là bức ảnh của Dot Pale Blue Dot.
Tuy nhiên, họ cũng lưu ý rằng bầu khí quyển và môi trường bề mặt Trái đất đã phát triển đáng kể trong 4,5 tỷ năm trước. Trên thực tế, theo các mô hình khí quyển và địa chất khác nhau, Trái đất đã giống với nhiều môi trường trong quá khứ sẽ được coi là người ngoài hành tinh khá giỏi theo tiêu chuẩn ngày nay. Chúng bao gồm Trái đất nhiều kỷ băng hà và kỷ nguyên sớm nhất, khi bầu khí quyển nguyên thủy của Trái đất là sản phẩm của sự tàn phá núi lửa.
Như giáo sư Robinson đã giải thích, điều này thể hiện một số phức tạp khi tìm thấy các ví dụ khác về các món ăn của Pale Blue Dots.
Sự phức tạp chính là cẩn thận để không rơi vào cái bẫy nghĩ rằng Trái đất luôn xuất hiện như ngày nay. Vì vậy, hành tinh của chúng ta thực sự đưa ra một loạt các lựa chọn cho một hành tinh có thể ở và / hoặc có người ở có thể trông như thế nào.
Nói cách khác, việc chúng ta tìm kiếm các chất tương tự Trái đất có thể tiết lộ rất nhiều thế giới giống như Trái đất, giống như một Trái đất, theo nghĩa là chúng giống với thời kỳ địa chất trước đây (hoặc tương lai) của Trái đất. Chúng bao gồm Quả cầu tuyết Quả cầu Trái đất, sẽ được bao phủ bởi các tấm băng (nhưng vẫn có thể mang sự sống), hoặc thậm chí là Trái đất trông giống như trong Hadean hoặc Archean Eons, khi quá trình quang hợp oxy chưa diễn ra.
Điều này cũng có ý nghĩa khi nói đến loại cuộc sống nào có thể tồn tại ở đó. Chẳng hạn, nếu hành tinh này vẫn còn trẻ và bầu khí quyển vẫn ở trạng thái nguyên thủy, sự sống có thể nghiêm ngặt ở dạng vi sinh vật. Tuy nhiên, nếu hành tinh này có hàng tỷ năm tuổi và trong một thời kỳ liên kết, các dạng sống phức tạp hơn có thể đã tiến hóa và đang chuyển vùng trên Trái đất.
Robinson và Reinhard tiếp tục xem xét những phát triển trong tương lai sẽ hỗ trợ cho việc phát hiện ra Pale Blue Dots Dots. Chúng bao gồm các kính thiên văn thế hệ tiếp theo như Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) - dự kiến triển khai vào năm 2020 - và Kính thiên văn khảo sát hồng ngoại diện rộng (WFIRST), hiện đang được phát triển. Các công nghệ khác bao gồm các khái niệm như Starshade, nhằm loại bỏ ánh sáng chói của các ngôi sao để các ngoại hành tinh có thể được chụp trực tiếp.
Robinson Sp đốm thật Pale Blue Dots - thế giới trên mặt đất phủ đầy nước trong khu vực có thể ở được của các ngôi sao giống như Mặt trời - sẽ đòi hỏi sự tiến bộ trong khả năng của chúng ta để hình ảnh trực tiếp trên exoplanets, Robinson nói. Ở đây, bạn sử dụng quang học bên trong kính viễn vọng hoặc một ngôi sao âm thanh tương lai có âm thanh tương lai, bay ra ngoài kính viễn vọng để triệt tiêu ánh sáng của một ngôi sao sáng, từ đó cho phép bạn nhìn thấy một hành tinh mờ quay quanh ngôi sao đó. Một số nhóm nghiên cứu khác nhau, bao gồm một số tại các trung tâm của NASA, đang nỗ lực để hoàn thiện các công nghệ này.
Một khi các nhà thiên văn học có thể hình ảnh trực tiếp các ngoại hành tinh đá, cuối cùng họ sẽ có thể nghiên cứu khí quyển của họ một cách chi tiết và đặt ra các ràng buộc chính xác hơn về khả năng cư trú tiềm năng của họ. Ngoài ra, có thể đến một ngày nào đó chúng ta sẽ có thể chụp ảnh bề mặt của các hành tinh này, thông qua các kính viễn vọng cực kỳ nhạy cảm hoặc các nhiệm vụ tàu vũ trụ (như Project Starshot).
Có hay không việc chúng ta tìm thấy một khác. Nhưng trong những năm tới, cuối cùng chúng ta có thể biết được mức độ phổ biến (hoặc hiếm) của thế giới chúng ta thực sự là như thế nào.
