Come potremmo rilevare un pianeta Doppelganger terrestre?

Con la nostra attuale tecnologia, o tecnologia disponibile nel prossimo futuro (fino al 2025), come potremmo rilevare un pianeta esattamente come il nostro e quanto vicino dovrebbe essere rilevabile?

Quali metodi finora si sono dimostrati i più efficaci per rilevare pianeti simili alla Terra e cosa sarebbero in grado di rivelare riguardo all'atmosfera del nostro pianeta, alle proprietà orbitali e alle nostre specie?

Questa domanda è un interessante spunto di riflessione sia sulla facilità con cui una civiltà extraterrestre con tecnologia comparabile potrebbe trovarci, sia su quanto facilmente possiamo trovarli.

Ai fini della domanda assumeremo che esista un pianeta con una civiltà con progressi tecnologici equivalenti che potrebbero esistere ovunque.

Avi Loeb e Edwin Turner hanno scritto un articolo sulla possibilità di rilevare una civiltà simile alla nostra su un altro mondo cercando le luci della città.

Il loro metodo proposto suggerisce di osservare i lati oscuri dei pianeti quando transitano di fronte alla loro stella madre. Sebbene abbiano affermato che questo metodo richiederà future generazioni di telescopi.

Fonte:

• Le luci della città potrebbero rivelare ET Civilization - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Usando la tecnologia attuale (e con questo intendo esperimenti e telescopi che sono disponibili ora) non abbiamo rilevato un pianeta "simile alla Terra" e probabilmente non saremmo in grado di rilevare la vita sulla Terra anche se osservati da una distanza di alcuni anni luce . Pertanto al momento non esiste alcuna prospettiva di rilevare la vita su un "doppelganger terrestre". Elaborerò di seguito:

1. Nessun pianeta come la Terra è stato ancora rilevato intorno a un'altra stella. Vale a dire, nessuno che ha una massa, un raggio e un'orbita simili a 1 au (o vicino ad esso) da una stella di tipo solare. Con la tecnologia attuale, è appena fuori portata. Pertanto, qualsiasi ricerca diretta della vita su un pianeta simile alla Terra non saprebbe davvero da dove cominciare. Se non riesci a rilevare affatto il pianeta , non c'è assolutamente alcuna possibilità di guardare la sua composizione atmosferica per cercare biomarcatori (ad esempio ossigeno insieme a un gas riducente come metano o clorofluorocarburi da una civiltà industriale - Lin et al.2014). Gli unici esopianeti per i quali sono state misurate (grossolanamente e provvisoriamente) le composizioni atmosferiche sono i "Giove caldi". - pianeti extrasolari che orbitano molto vicino alle loro stelle madri.

2. Una ricerca "cieca" potrebbe cercare firme radio e ovviamente questo è ciò che SETI ha fatto. Se stiamo parlando del rilevamento della "Terra", allora dobbiamo supporre che non stiamo parlando di tentativi deliberati di comunicazione a raggi, e quindi dobbiamo fare affidamento sul rilevamento di "chiacchiere" radio casuali e segnali accidentali generati dalla nostra civiltà. Il progetto SETI Phoenix è stata la ricerca più avanzata di segnali radio provenienti da altre vite intelligenti. Citando da Cullers et al. (2000) : " I segnali tipici, al contrario dei nostri segnali più forti, scendono al di sotto della soglia di rilevamento della maggior parte dei sondaggi, anche se il segnale dovesse provenire dalla stella più vicina ". Citando da Tarter (2001) : "Ai livelli attuali di sensibilità, ricerche mirate a microonde potrebbero rilevare la potenza equivalente di potenti trasmettitori TV a una distanza di 1 anno luce (entro il quale non ci sono altre stelle) ... ". L'equivoco in queste affermazioni è dovuto al fatto che noi facciamo emettere segnali travi forti in certe direzioni ben definito, ad esempio per condotta metrologia nel sistema solare tramite radar. tali segnali sono stati calcolati come osservabile oltre mille anni luce o più. Ma questi segnali sono brevi, con travi in un angolo estremamente stretto e improbabile che si ripeta. Dovresti essere molto fortunato ad osservare nella giusta direzione al momento giusto se stavi eseguendo ricerche mirate.

Da qui la mia affermazione che con i metodi e i telescopi attuali non ci sono molte possibilità di successo. Ma ovviamente la tecnologia avanza e nei prossimi 10-20 anni potrebbero esserci opportunità migliori.

Il primo passo in una ricerca diretta sarebbe trovare pianeti come la Terra. La prima grande opportunità sarà con il veicolo spaziale TESS , lanciato nel 2017, in grado di rilevare pianeti delle dimensioni di una terra intorno alle più luminose 500.000 stelle. Tuttavia, la sua missione di 2 anni limiterebbe la capacità di rilevare un analogo della Terra. La scommessa migliore per trovare altre terre arriverà più tardi (forse nel 2024) con il lancio di Platone, una missione di sei anni che, di nuovo, studia le stelle più brillanti. Tuttavia, vi è quindi un grande balzo in avanti richiesto per eseguire studi sulle atmosfere di questi pianeti. L'imaging diretto e la spettroscopia richiederebbero probabilmente interferometri di annullamento spaziali; osservazioni indirette di effetti di fase e spettroscopia di trasmissione attraverso un'atmosfera esopianeta non richiedono una grande risoluzione angolare, ma solo un'enorme precisione e un'area di raccolta. La spettroscopia di qualcosa delle dimensioni della Terra attorno a una stella normale richiederà probabilmente un successore più grande del James Webb Space Telescope ( JWST - lancio 2018), o anche più area di raccolta di quella fornita da E-ELT nel prossimo decennio. Ad esempio Snellen (2013) sostiene che occorrerebbero 80-400 transiti di tempo di esposizione (cioè 80-400 anni!) per rilevare il segnale biomarker di un analogo della Terra con l'E-ELT!

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"probabilmente no". A meno che non sia così vicino che segnali televisivi o radio come quelli che abbiamo inviato inavvertitamente possano essere rilevati sopra i livelli di radiazione di fondo che non possiamo conoscere della civiltà.
I segnali sono estremamente deboli e non su alcuna banda scientificamente interessante (deliberatamente ovviamente, perché non vogliamo che i nostri televisori raccolgano segnali naturali che interferiscano con i nostri segnali artificiali) a meno che il tuo interesse scientifico non sia specificamente quello di curiosare sulle comunicazioni inviate fuori da potenziali alieni (mi viene in mente SETI, un bel passatempo e qualcosa a che fare con i radiotelescopi per i tempi in cui non c'è niente di più interessante da ascoltare).

Quanto ai pianeti delle dimensioni della terra, non siamo ancora riusciti a trovarne uno, per non parlare di uno roccioso nella zona abitabile di una stella. I meccanismi utilizzati per rilevare gli esopianeti semplicemente non sono abbastanza sensibili.

Lascia un'opzione: il loro equivalente di Voyager 1 entra nel nostro sistema solare e noi lo individuiamo e lo riconosciamo per quello che è, e troviamo un modo per recuperarlo. Ma se sono al nostro livello tecnologico ci vorranno ancora migliaia di anni prima che ciò accada.

Se esistesse un pianeta con la stessa civiltà "esattamente come noi", la probabilità che fosse abbastanza vicino da essere rilevabile sarebbe estremamente remota. Non zero, ma basso come quello di sconfinare un muro per mezzo della meccanica quantistica.