Il Rilevamento di acqua sulla superficie dei pianeti extrasolari sta diventando una priorità per i ricercatori, l’acqua di superficie è considerata un requisito fondamentale per l’abitabilità. Una nuova ricerca esamina se o meno il “lampo” di luce da un pianeta può essere interpretato come la prova per la presenza di oceani sulla superficie.
Data la pletora di pianeti extrasolari confermati, molti ricercatori hanno rivolto la loro attenzione allo studio di questi nuovi strani mondi in modo più dettagliato. Con i pianeti extrasolari si è più pensato di più se orbitano nella “zona abitabile” della loro stella ospite in cui l’acqua liquida potrebbe essere stabile, diversi metodi di rilevamento delle acque superficiali sono in fase di sviluppo.Un tale metodo proposto per rilevare oceani di acqua su un esopianeta è tramite la riflessione speculare. Se hai visto un riflesso luminoso della luce solare su un lago o sul mare qui sulla Terra, avete visto un esempio di effetto riflesso.
Gli scienziati ipotizzano che gli oceani di superficie di pianeti extrasolari influiscono sul potere riflettente apparente del pianeta, noto anche come albedo. Questo aumento di albedo dovrebbe essere rilevabile durante la fase crescente di un pianeta.
In questo modello, gli astronomi non hanno bisogno di vedere l’intero “disco” di un pianeta, in cui il pianeta è riflette la luce come una luna piena dal nostro punto di vista. Invece, è in grado di rilevare la luce riflessa dalle stelle nella fase calante di un pianeta, dove si vede solo una parte di tutta la “Luna piena”.E ‘anche possibile visualizzare un pianeta extrasolare in una fase crescente, in cui solo un piccolo frammento di luce riflessa è visibile.
Un bagliore negli occhi
Un team di scienziati guidati da Nicolas Cowan della Northwestern University sta esaminando il modello di “luccichio” per la rilevazione di pianeti extrasolari.Cowan e il suo team ha utilizzato un modello di un pianeta simile alla Terra per simulare curve di luce riflessa.
Cowan sottolinea l’importanza di un metodo affidabile per rilevare gli oceani su pianeti extrasolari, affermando: “gli astronomi sono ansiosi di capire come individuare gli oceani su pianeti extrasolari, perché i biologi ci assicurano che l’acqua liquida è necessaria per la vita come noi la conosciamo. La sfida è che i pianeti extrasolari sono molto lontani, quindi nella migliore delle ipotesi appaiono come un proverbiale pallido puntino blu come dice Carl Sagan ‘.
Nonostante il loro modello non comprenda la riflessione speculare, il team è stato in grado di ottenere variazioni simili a scintillio. Pianeti che hanno una modesta inclinazione (o obliquità) ricevono meno luce ai loro poli rispetto al loro equatore. I livelli bassi di luce si tradurrebbe in temperature più fredde, neve e ghiaccio accumularsi ai poli.
La squadra dimostra che in fasi di mezzaluna, un pianeta-modestamente inclinato sembra riflettere più luce da latitudini più elevate (come i poli) rispetto a quando il pianeta è in una fase gibbosa. Poiché neve e ghiaccio sono così riflettenti, la riflettività apparente di un pianeta sembra aumentare se un pianeta si osserva in una fase di mezzaluna. Cowan e il suo team sostengono che questa “latitudine-effetto albedo” può essere scambiato per il riflesso degli oceani su pianeti extrasolari.
Cerco ExoOceano
Nel loro documento, il team delinea tre possibili metodi per rilevare superficie liquida su un pianeta extrasolare. Il primo metodo, “variabilità di colore rotazionale,” si basa sul fatto che gli oceani sono più scuri e hanno diversi tipi di colori rispetto alla superficie della Terra. Nel corso del tempo, le variazioni di colore di un pianeta nello spazio non può tradire la presenza di oceani di acqua liquida.
Il secondo metodo si basa sull’allineamento delle onde di luce riflessa (polarizzazione). Gli oceani sono più agevoli rispetto ad altri tipi di superfici e possono allineare le onde luminose che riflettono dalla superficie dell’acqua, in modo da polarizzare la luce riflessa. Osservazioni di luce cinerea polarizzata suggeriscono che le variazioni di polarizzazione può aiutare gli astronomi a rilevare oceani.
Infine, gli stati di riflessione speculare che gli oceani sono in grado di riflettere la luce in un modo simile a uno specchio, soprattutto in fasi mezzaluna.
“L’acqua può fare questo perché è molto più tranquilla della terra, non ci sono alberi e neve”, spiega Cowen. ”Anche se il bagliore è piccolo, fa osservare un pianeta anomalo brillante nella fase crescente. Pertanto, se si potesse tenere traccia di luminosità di un pianeta in orbita intorno alla sua stella, si potrebbe essere in grado di dedurre la presenza di un oceano scintillante “.
Il gruppo ha osservato una precedente ricerca che ha dimostrato che nuvole e di scattering di luce riflessa può simulare un segnale riflesso in fasi mezzaluna. Il team ha anche osservato che qualsiasi metodo utilizzato per individuare gli oceani di superficie su un pianeta possa essere ostacolata da nubi atmosferiche. Le tre tecniche elencate in precedenza hanno dimostrato di lavorare con un alto grado di fiducia su pianeti simili alla Terra, con circa il 50% della copertura nuvolosa.
Nel documento accettato per la pubblicazione nella Astrophysical Journal (APJ), il focus è sul metodo di riflessione speculare. La ricerca mostra una tendenza dei pianeti nella zona abitabile della loro stella di avere neve e ghiaccio nelle zone meno illuminate dalla luce del sole, che porta naturalmente a un falso positivo di oceano riflesso, a prescindere di inclinazione assiale.
Visti i risultati delle simulazioni, Cowan e la sua squadra ritengono che la latitudine-l’effetto albedo rappresenta una sfida interessante per la rilevazione della riflessione speculare (riflesso). Il gruppo asserisce che per confermare un segnale di rilevazione reale dell’acqua liquida, l’albedo deve aumentare nelle fasi crescenti è deve essere simmetrico nelle fasi d’inceratura e calanti.
In aggiunta alle preoccupazioni con albedo aumenta, il team afferma uno altra variabile critica è inclinazione assiale del pianeta, o obliquità.
Inoltre, sulla base dei risultati della squadra, se c’è neve o ghiaccio presente su un pianeta, o se la superficie è oscurato da copertura nuvolosa fitta, la latitudine-l’effetto albedo si è pensato se le regioni più fredde del pianeta sono molto nuvolose . La squadra sottolinea il precedente scenario è presente nella loro simulazione, ma può non essere il caso in generale dopo che la posizione del pianeta nella zona abitabile può giocare un ruolo in condizioni atmosferiche e temperature superficiali.
Il rilevamento di riflessione di oceano sulla Terra come su pianeti extrasolari può essere possibile solo se gli effetti di nubi, neve e ghiaccio possono essere adeguatamente modellati. La squadra osserva che ” l’alto contrasto” di immagini dovrebbe essere in grado di monitorare l’albedo apparente di pianeti rocciosi che orbitano nella zona abitabile della loro stella madre.
Sulla base dei risultati delle loro simulazioni, il team afferma la latitudine-effetto albedo limitano i tentativi di interpretare la luce riflessa da pianeti terrestri orbitanti nella zona abitabile .
Di Ray Sanders
Fonte:
phys.org/news/2012-07-astronomers-exoplanet-oceans.html