Mimozemšťané ve 2 034 blízkých hvězdných systémech by mohli použít metodu tranzitu, aby viděli Zemi

Po staletí lidé spekulovali o existenci planetárních systémů (podobně jako naše vlastní), které obíhají kolem jiných hvězd. Avšak teprve v posledních několika desetiletích byli vědci schopni detekovat a studovat tyto vzdálené světy. K dnešnímu dni astronomové používali různé metody k potvrzení existence 4 422 extrasolárních planet ve 3 280 hvězdných systémech, přičemž dalších 7 445 kandidátů čeká na potvrzení.

To přirozeně vyvolává některé otázky. Pokud tam venku existuje inteligentní život, který má podobné schopnosti jako my – a stejný spalující smysl pro zvědavost – mohl by to být sleduje nás také ? Neméně důležitá je otázka, kolik z nich nás dokáže odhalit. Podle nový výzkum provedené týmem z Cornell a American Museum of Natural History, existuje 2 034 hvězdných systémů ve vzdálenosti 326 světelných let od Země, které by nás právě teď sledovaly!

Tento výzkum provedl Lisa Kaltenegger , profesor astronomie a ředitel Cornell’s Institut Carla Sagana a astrofyzik Jackie Faherty , vedoucí vědecký pracovník v Americké muzeum přírodní historie . Dokument, který popisuje jejich zjištění s názvem „ Minulé, současné a budoucí hvězdy, které mohou vidět Zemi jako tranzitní exoplanetu “ byl nedávno publikován v časopisePříroda.

K dnešnímu dni byla naprostá většina extrasolárních planet objevena a potvrzena nepřímými prostředky. U většiny z nich bylo zjištěno použití Tranzitní fotometrie (aka. Tranzitní metoda), kde astronomové monitorují hvězdy pro periodické poklesy jasu, které jsou možnými indikacemi toho, že planeta prochází před hvězdou (aka. tranzitující) vzhledem k pozorovateli.

Kromě toho, že je tato metoda vysoce účinným prostředkem detekce, poskytuje také relativně přesné omezení velikosti exoplanety a oběžné doby. Někdy jsou astronomové dokonce schopni získat spektra ze světla, které prošlo atmosférou exoplanety během tranzitu, což jim umožňuje určit její chemické složení. Jednou menší nevýhodou této metody je, že exoplanety musí z našeho pohledu obíhat své mateřské hvězdy z boku.

Totéž platí pro všechny mimozemské pozorovatele, kteří tam mohou být. K planetám obíhajícím kolem jiných hvězd bude Země detekovatelná při přechodech pouze tehdy, bude-li vůči nim nakloněna. To je to, co je známé jako Země tranzitní zóna (ETZ), speciální oblast oblohy, ze které by mimozemský pozorovatel byl schopen detekovat Zemi při jejím průchodu před Sluncem (provádí tranzit). Jak Kaltenegger vysvětlil v a Tisková zpráva Cornell Chronicle :

'Z pohledu exoplanet jsme mimozemšťané.' Chtěli jsme vědět, které hvězdy mají ten správný úhel pohledu na Zemi, protože blokuje sluneční světlo. A protože se hvězdy pohybují v našem dynamickém vesmíru, tento výhodný bod získáváme a ztrácíme.“

Dojem tohoto umělce ukazuje planetu obíhající kolem hvězdy podobné Slunci HD 85512 v jižním souhvězdí Vela (Plachta). Kredit: NASA

V zájmu své studie se Kaltenegger a Faherty spoléhali na údaje z průzkumu získané Evropskou kosmickou agenturou.GaiaObservatoř. Konkrétně konzultovali data o pozicích a správných pohybech blízkých hvězd, které byly součástí první třetí vydání dat (katalog eDR3). Tyto údaje, řekl Faherty , mění hru, pokud jde o to, jak by ostatní hvězdné systémy vnímaly naše vlastní:

'Gaia nám poskytla přesnou mapu galaxie Mléčná dráha, která nám umožňuje dívat se zpět a dopředu v čase a vidět, kde se hvězdy nacházely a kam směřují.' Naše sluneční sousedství je dynamickým místem, kde hvězdy vstupují a vystupují z tohoto dokonalého výhledu, aby viděly, jak Země prochází rychlým tempem přes Slunce.“

Pomocí těchto dat Kaltenegger a Faherty vytvořili katalog hvězd, které prošly (nebo teprve projdou) ETZ během období 10 000 let. Začátek tohoto období byl vybrán tak, aby se shodoval se zrodem lidské civilizace (asi před 5 000 lety) a protáhl se o dalších 5 000 let do budoucnosti. Nakonec zjistili, že za posledních 5 000 let prošlo ETZ 1 715 hvězdných systémů, zatímco dalších 319 tak učiní v příštích 5 000 letech.

Dále zjistili, že 117 z těchto hvězd je ve vzdálenosti asi 100 světelných let od Slunce, zatímco 75 bylo v ETZ během minulého století, což se shoduje s vynálezem rádiové komunikace. Pro vědce zabývající se hledáním mimozemské inteligence (SETI) jsou rádiové vlny považovány za životaschopnou indikaci technologické aktivity (aka. technosignatura). U planet obíhajících kolem těchto 75 hvězd by byly detekovatelné naše vlastní rádiové vlny.

Teleskop Green Bank monitoruje galaxii pro rychlé rádiové záblesky (FRB). Kredit: UC Berkeley

Mezi 2 034 hvězdnými systémy zahrnutými v katalogu Kaltenegger a Faherty také zjistili, že je známo, že sedm hostí exoplanety. Patří mezi ně Ross 128b, exoplaneta srovnatelná velikostí se Zemí (1,8 poloměru Země), která obíhá kolem červeného trpaslíka nacházejícího se asi 11 světelných let od Země v souhvězdí Panny. Pro civilizaci žijící na této exoplanetě Kaltenneger a Faherty zjistili, že budou schopni vidět tranzity Země před 3 057 až 900 lety (období 2 158 let).

Pak je tu sedm skalních exoplanet, které obíhají kolem TRAPPIST-1, červeného trpaslíka vzdáleného 45 světelných let od Země. Čtyři z těchto planet obíhají v obyvatelné zóně hvězdy, což znamená, že by mohly být potenciálně obyvatelné. Zatímco vědci detekovali tyto planety mezi , zdá se, že nebudou schopni detekovat Zemi dalších 1642 let. Jejich příležitost, aby nás viděli, však potrvá 2 371 let.

Systém Trappist-1, 45 světelných let od Země, hostí sedm tranzitujících planet velikosti Země – čtyři z nich v mírném, obyvatelném pásmu této hvězdy. Zatímco jsme objevili exoplanety kolem Trappist-1, nebudou nás schopny zaznamenat, dokud je jejich pohyb nezavede do tranzitní zóny Země za 1 642 let. Potenciální pozorovatelé systému Trappist-1 zůstanou na sedadlech kosmického tranzitního stadionu Země po dobu 2 371 let.

'Naše analýza ukazuje, že i ty nejbližší hvězdy obecně stráví více než 1000 let na výhodném místě, kde mohou vidět tranzit Země.' řekl Kaltenegger . 'Pokud předpokládáme, že opak je pravdou, poskytuje to nominálním civilizacím zdravou časovou osu, aby identifikovaly Zemi jako zajímavou planetu.'

Každý z těchto světů měl (nebo bude mít) příležitost detekovat Zemi při jejím průchodu před naším Sluncem vzhledem k nim. Pokud by tito potenciální pozorovatelé byli schopni pozorovat Zemi podsvícenou Sluncem, byli by také schopni získat spektra z naší atmosféry. Z toho mohli rozeznat přítomnost chemických prvků, které spojujeme se životem (aka. biologické podpisy), jako je plynný kyslík, oxid uhličitý a vodní pára.

Obraz tohoto umělce ukazuje planetu Proxima b obíhající kolem červeného trpaslíka Proxima Centauri, hvězdy nejbližší Sluneční soustavě. Kredit: ESO/M. Kornmesser

Pokud by navíc pozorovali naši planetu v minulém století, mohli si také všimnout známek průmyslové činnosti (chemické znečišťující látky) a jaderného testování (radioaktivní izotopy), což jsou oba jasné technologické podpisy. Později v tomto roce odstartuje vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) do vesmíru a zasvětí své pokročilé infračervené přístroje na charakterizaci exoplanet a hledání potenciálních známek života.

Po něm bude v roce 2024 následovat Římský vesmírný dalekohled Nancy Grace , pojmenované po „matce Hubblea“. Tento dalekohled nové generace bude mít optiku srovnatelnou s optikou ctihodnéhoHubble, ale bude mít také 100krát větší zorné pole. Práce v tandemu s JWST,římskýPředpokládá se, že pomůže při objevování a charakterizaci desítek tisíc exoplanet.

V nadcházejících desetiletích Průlomový Starshot se pokusí vyslat nanokosmickou loď do Proximy Centauri, aby studovala Proximu b, nejbližší exoplanetu za Sluneční soustavou. Cílem této mise je pomocí světelné plachty a pohonného systému s přímou energií uskutečnit cestu k Proximě b za pouhých 20 let a plně charakterizovat exoplanetu po příletu. Bohužel, říká Faherty, někdo z těchto hvězd může mít podobné plány s naší planetou, nebo tu dokonce už byl a viděl vše, co bylo k vidění:

'Člověk by si mohl představit, že světy mimo Zemi, které nás již detekovaly, připravují stejné plány pro naši planetu a sluneční soustavu.' Tento katalog je zajímavým myšlenkovým experimentem, pro který by nás mohl najít některý z našich sousedů.“

Další čtení: Cornell Chronicle , Příroda