Astronomer samler lys-fingeraftryk for at afsløre mysterier i kosmos

Jordbundne detektiver er afhængige af fingeraftryk for at løse deres sager; nu kan astronomer gøre det samme, ved at bruge "lette-fingeraftryk" i stedet for hudriller til at afdække mysterierne om exoplaneter.

Cornell University-forskere har lavet et referencekatalog ved hjælp af kalibrerede spektre og geometriske albedoer - lyset, der reflekteres af en overflade - af 19 af de mest forskellige kroppe i vores solsystem. Disse omfatter alle otte planeter, fra stenet til gasformigt; ni måner, fra frossen til lavaudspyding; og to dværgplaneter, en i asteroidebæltet - Ceres - og en i Kuiper bæltet - Pluto.

Ved at sammenligne observerede spektre og albedoer af exoplaneter med dette katalog over vores eget hjemmeplanetsystem, videnskabsmænd vil være i stand til at karakterisere dem med henvisning til den brede vifte af iskolde, stenede og gasformige verdener i vores hjemmesystem.

"Et katalog over spektre, Albedoer og farver af solsystemlegemer til sammenligning af exoplaneter" blev offentliggjort online i tidsskriftet Astrobiologi og vil blive vist på den trykte udgaves forside i december.

"Vi bruger vores eget solsystem og alt, hvad vi ved om dets utrolige mangfoldighed af fascinerende verdener som vores Rosetta Stone, " sagde medforfatter Lisa Kaltenegger, lektor i astronomi og direktør for Carl Sagan Instituttet. "Med dette katalog over lette fingeraftryk, vi vil være i stand til at sammenligne nye observationer af exoplaneter med objekter i vores eget solsystem – inklusive de gasformige verdener Jupiter og Saturn, Europas iskolde verdener, den vulkanske verden af ​​Io og vores egen livfyldte planet."

Kataloget, frit tilgængelig på Carl Sagan Instituttets hjemmeside, omfatter versioner af data i høj og lav opløsning, som viser astronomer, hvilken indflydelse spektral opløsning har på et objekts identifikation. Ud over, kataloget giver eksempler på, hvordan farverne på de 19 solsystemmodeller ville ændre sig, hvis de kredsede om andre stjerner end vores sol.

"Planetvidenskaben slog ny vej i 70'erne og 80'erne med spektralmålinger for solsystemets kroppe. Exoplanetvidenskaben vil se en lignende renæssance i den nærmeste fremtid, " sagde Jack Madden, ph.d.-kandidat ved Carl Sagan Instituttet og hovedforfatter af undersøgelsen. "Teknologien til direkte at indsamle lyset fra planeter på størrelse med Jorden omkring andre stjerner er i øjeblikket i et rent rum og venter på at blive samlet og trænet på det rigtige mål. Med den kommende lancering af James Webb Space Telescope og den nuværende konstruktion af store jorder -baserede teleskoper såsom Giant Magellan Telescope og Extremely Large Telescope, vi går ind i en ny tidsalder af observationsevne, så vi har brug for et referencekatalog over alle de planeter og måner, vi allerede kender, at sammenligne disse nye exoplanetspektre med."

Kataloget vil gøre det muligt for forskere at prioritere tidskrævende, højopløselige observationer af ekstrasolare planeter og måner. Det giver også indsigt i, hvilken slags verdener der ikke vil være så lette at kategorisere uden højopløsningsspektre. For eksempel, Venus er en stenet planet, men fordi sollys reflekteres fra dens tætte kuldioxidatmosfære snarere end dens stenede overflade, de farver, astronomer observerer fra sådan en planet, ligner dem i en iskold verden. På yderkanten af ​​den beboelige zone, stenede exoplaneter har sandsynligvis tætte atmosfærer som Venus. Sådanne verdener vil kræve lange observationer for at karakterisere korrekt.

"At undersøge vores solsystem fra udsigtspunktet for en fjern observatør er en oplysende øvelse, sagde Madden.

"Ved at opklare mysterierne om objekterne i vores eget solsystem kan vi få et glimt af hemmelighederne i disse nye verdener, vi finder, sagde Kaltenegger.