これが太陽系外惑星の植物を検出する方法です

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昨年は、太陽系外の惑星と潜在的に居住可能な世界の狩猟に従事する人々にとってエキサイティングな時期でした。 2016年8月、ヨーロッパ南天天文台(ESO)の研究者たちは、地球に最も近い太陽系外惑星(プロキシマb)がまだ発見されていないことを確認しました。これに続いて数か月後(2017年2月)にTRAPPIST-1を中心とした7惑星システムが発表されました。

これらおよび他の太陽系外惑星の発見(およびそれらが生命をホストする可能性)は、今年のブレイクスルーディスカッション会議の包括的なテーマでした。会議は4月20日から21日まで開催され、スタンフォード大学物理学部が主催し、ハーバードスミソニアンセンターの天体物理学と画期的なイニシアチブが主催しました。

ユーリミルナーとその妻ジュリアによって2015年に設立されたBreakthrough Initiativesは、他の星系の探査と地球外知能(SETI)の探索を促進するために作成されました。彼らは、別の星系への最初のミッションである可能性が非常に高いものを準備することに加えて(Breakthrough Starshot)、地球外の文明のための世界で最も高度な探索となるものを開発しています(Breakthrough Listen)。

会議の初日は、M型(別名:赤矮星)の星に関する最近の太陽系外惑星の発見と、それらを研究するためにどのような可能な戦略が使用されるかを取り上げたプレゼンテーションを特集しました。プレゼンテーションは、近年これらのタイプの星の周りで発見された大量の地球型惑星に対処することに加えて、生命がこれらの惑星で確認される方法と時期に焦点を合わせました。

そのようなプレゼンテーションの1つは、Svetlana Berdyugina博士によって主催された「SETI Observations of Proxima b and Nearby Stars」というタイトルでした。フライブルグ大学で宇宙物理学の教授を務め、太陽物理学のキーペンホイヤー研究所のメンバーであることに加えて、ベルデュギナ博士は惑星財団の創設メンバーの1つでもあります-教授、宇宙物理学者、エンジニア、起業家の国際チーム科学者たちは高度な望遠鏡の開発に専念しました。

彼女がプレゼンテーションの過程で示したように、遠い星の研究と特徴付けに使用されたのと同じ機器と方法を使用して、遠い太陽系外惑星の表面に大陸と植生の存在を確認できます。ここでの鍵は、何十年にもわたる地球観測によって実証されたように、それらの表面からの反射光(または「光度曲線」)を観察することです。

星の光度曲線の測定値は、星のクラスのタイプと、その中で実行されているプロセスを決定するために使用されます。光の曲線は、星の周りの惑星の存在を見分けるためにも日常的に使用されています。トランジット法。星の前を通過する惑星がその明るさの測定可能な低下を引き起こし、惑星のサイズと軌道周期を決定します。

惑星天文学のために使用する場合、プロキシマbのような世界の光度曲線を測定することで、天文学者は陸の質量と海の違いを知ることができるだけでなく、気象現象の存在を識別することもできます。これらには、雲、アルベドの周期的な変化(つまり季節変化)、さらには光合成生物(別名植物)の存在さえ含まれます。

たとえば、上図に示すように、緑の植物はスペクトルのほとんどすべての赤、緑、青(RGB)の部分を吸収しますが、赤外光を反射します。この種のプロセスは、気象現象を追跡し、森林と植生の範囲を測定し、人口中心の拡大を追跡し、砂漠の成長を監視するために、地球観測衛星によって数十年間使用されてきました。

さらに、クロロフィルによって引き起こされるバイオピグメントの存在は、反射されたRGB光は高度に偏光され、UR光は弱く偏光されることを意味します。これにより、天文学者は植生と単に緑色であるものとの違いを知ることができます。この情報を収集するには、大きくてコントラストの高い軸外望遠鏡の作業が必要になると彼女は述べた。

これらには、惑星財団によって先導されている巨大な望遠鏡のプロジェクトである巨像望遠鏡が含まれることが期待されており、そのプロジェクトのリーダーはベルデュギナ博士です。完成すると、巨像は太陽系外生命と地球外文明を検出するために最適化された最大の望遠鏡は言うまでもなく、世界で最大の光学および赤外線望遠鏡になります。

これは、58の独立した軸外8メートル望遠鏡で構成され、望遠鏡干渉法を効果的に組み合わせて、74メートルの効果的な解像度を提供します。コロッサスの他に、惑星財団はExoLife Finder(ELF)も担当しています。この40 mの望遠鏡は、巨像に入る同じ技術の多くを使用しており、近くの太陽系外惑星の表面マップを作成する最初の望遠鏡になると期待されています。

さらに、現在、ハワイのハレアカラに建設中の、地球外惑星(PLANETS)望遠鏡の大気からの偏光(2018年1月までに完成予定)があります。ここでも、この望遠鏡は、最終的にコロッサスを実現するために何が行われるかについての技術のデモンストレーターです。

惑星財団を超えて、他の次世代望遠鏡も遠方の太陽系外惑星の高品質の分光学的研究を行うことが期待されています。これらの中で最も有名なのは、おそらくNASAのジェームズウェッブ望遠鏡で、来年打ち上げられる予定です。

そして、以下のベルデュギナ博士の完全なプレゼンテーションのビデオをチェックしてください:

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ビデオを見る: Freeman Dyson: Let's look for life in the outer solar system (七月 2024).