Astronomi

Bagaimana cara mendeteksi planet doppelganger Bumi?

Bagaimana cara mendeteksi planet doppelganger Bumi?

Dengan teknologi kita saat ini, atau teknologi yang tersedia dalam waktu dekat (hingga 2025), bagaimana kita akan mendeteksi sebuah planet persis seperti milik kita, dan seberapa dekat planet itu harus dapat dideteksi?

Metode mana yang sejauh ini terbukti paling efektif untuk mendeteksi planet mirip Bumi dan apa yang dapat mereka ungkapkan terkait atmosfer planet kita, sifat orbitnya, dan spesies kita?


Pertanyaan ini menarik untuk direnungkan tentang seberapa mudah peradaban luar angkasa dengan teknologi yang sebanding dapat menemukan kita, dan seberapa mudah kita dapat menemukannya.

Untuk tujuan pertanyaan ini, kita akan berasumsi bahwa ada planet dengan peradaban dengan kemajuan teknologi setara yang bisa eksis di mana saja.


Avi Loeb dan Edwin Turner telah menulis makalah tentang kemungkinan mendeteksi peradaban yang mirip dengan kita di dunia lain dengan mencari lampu kota.

Metode yang mereka usulkan menyarankan untuk mengamati sisi gelap planet ketika mereka transit di depan bintang induknya. Meskipun mereka mengatakan bahwa metode ini akan membutuhkan teleskop generasi masa depan.

Sumber:


Jika ada planet dengan peradaban yang sama "persis seperti kita", kemungkinan bahwa itu cukup dekat untuk dapat dideteksi sangat jauh. Bukan nol, tetapi serendah yang melanggar dinding melalui mekanika kuantum.


"mungkin tidak". Kecuali jika jaraknya sangat dekat sehingga sinyal televisi atau radio seperti yang kita kirimkan secara tidak sengaja dapat dideteksi di atas tingkat radiasi latar belakang, kita tidak dapat mengetahui tentang peradaban.
Sinyalnya sangat lemah, dan tidak pada pita mana pun yang menarik secara ilmiah (tentu saja disengaja, karena kami tidak ingin televisi kami menangkap sinyal alami yang akan mengganggu sinyal buatan kami) kecuali minat ilmiah Anda secara khusus untuk mengintip komunikasi yang dikirim oleh alien potensial (SETI terlintas dalam pikiran, hobi yang menyenangkan dan ada hubungannya dengan teleskop radio untuk saat-saat tidak ada yang lebih menarik untuk didengarkan).
Mengenai planet seukuran bumi, kami belum pernah dapat menemukannya, apalagi yang berbatu di zona layak huni bintang. Mekanisme yang digunakan untuk mendeteksi exoplanet tidak cukup sensitif.
Meninggalkan satu pilihan: Voyager 1 yang setara dengan mereka memasuki tata surya kita dan kita benar-benar melihat dan mengenalinya apa adanya, dan menemukan cara untuk memulihkannya. Tetapi jika mereka berada di tingkat teknologi kita, itu akan menjadi ribuan tahun sebelum itu terjadi.


Menggunakan teknologi saat ini (dan maksud saya eksperimen dan teleskop yang tersedia sekarang) kami belum mendeteksi planet "mirip Bumi" dan kami mungkin tidak akan dapat mendeteksi kehidupan di Bumi bahkan jika diamati dari jarak beberapa tahun cahaya. Oleh karena itu, saat ini tidak ada prospek untuk mendeteksi kehidupan di "pengganda Bumi". Saya uraikan di bawah ini:

  1. Tidak ada planet seperti bumi belum terdeteksi di sekitar bintang lain. Artinya, tidak ada yang memiliki massa, radius, dan orbit yang serupa pada 1 au (atau dekat dengannya) dari bintang tipe matahari. Dengan teknologi saat ini, itu adalah hanya diluar jangkauan. Oleh karena itu, setiap pencarian terarah untuk kehidupan di planet mirip Bumi tidak akan tahu harus mulai dari mana. Jika Anda tidak dapat mendeteksi planet ini sama sekali maka sama sekali tidak ada kesempatan untuk melihat komposisi atmosfernya untuk mencari biomarker (misalnya oksigen bersama dengan gas pereduksi seperti metana, atau klorofluorokarbon dari peradaban industri - Lin et al. 2014). Satu-satunya exoplanet yang komposisi atmosfernya (secara kasar dan sementara) diukur adalah "Jupiter panas". - exoplanet raksasa yang mengorbit sangat dekat dengan bintang induknya.

  2. Pencarian "buta" bisa mencari tanda tangan radio dan tentu saja ini yang dilakukan SETI. Jika kita berbicara tentang mendeteksi "Bumi", maka kita harus berasumsi bahwa kita tidak berbicara tentang upaya komunikasi yang disengaja, dan karenanya harus bergantung pada pendeteksian "obrolan" radio acak dan sinyal tidak disengaja yang dihasilkan oleh peradaban kita. Proyek SETI Phoenix adalah pencarian sinyal radio paling canggih dari kehidupan cerdas lainnya. Mengutip dari Cullers et al. (2000): "Sinyal tipikal, berbeda dengan sinyal terkuat kami, berada di bawah ambang deteksi sebagian besar survei, bahkan jika sinyal tersebut berasal dari bintang terdekat“. Mengutip dari Tarter (2001):”Pada tingkat sensitivitas saat ini, pencarian gelombang mikro yang ditargetkan dapat mendeteksi kekuatan yang setara dengan pemancar TV yang kuat pada jarak 1 tahun cahaya (di mana tidak ada bintang lain)… ". Keragu-raguan dalam pernyataan ini disebabkan oleh fakta bahwa kita due melakukan memancarkan sinyal pancaran yang lebih kuat ke arah tertentu yang terdefinisi dengan baik, misalnya untuk melakukan metrologi di tata surya menggunakan radar. Sinyal tersebut telah dihitung untuk diamati lebih dari seribu tahun cahaya atau lebih. Tapi sinyal ini singkat, dipancarkan ke sudut yang sangat sempit dan tidak mungkin terulang. Anda harus sangat beruntung untuk mengamati ke arah yang benar pada waktu yang tepat jika Anda melakukan pencarian yang ditargetkan.

Oleh karena itu pernyataan saya bahwa dengan metode dan teleskop saat ini tidak banyak peluang untuk berhasil. Tapi tentu saja teknologi maju dan dalam 10-20 tahun ke depan mungkin ada peluang yang lebih baik.

Langkah pertama dalam pencarian terarah adalah menemukan planet seperti Bumi. Peluang besar pertama adalah dengan pesawat ruang angkasa TESS, diluncurkan pada tahun 2017, yang mampu mendeteksi planet seukuran bumi di sekitar 500.000 bintang paling terang. Namun, misi 2 tahun itu akan membatasi kemampuan untuk mendeteksi analog Bumi. Taruhan terbaik untuk menemukan Bumi lain akan datang nanti (2024 mungkin) dengan peluncuran Plato, misi enam tahun yang sekali lagi, mempelajari bintang paling terang. Namun, ada lompatan besar ke depan yang diperlukan untuk melakukan studi tentang atmosfer planet-planet ini. Pencitraan langsung dan spektroskopi mungkin memerlukan interferometer nulling yang ditanggung oleh ruang angkasa; pengamatan tidak langsung dari efek fase dan spektroskopi transmisi melalui atmosfer planet ekstrasurya tidak memerlukan resolusi sudut yang besar, hanya presisi besar dan area pengumpulan. Spektroskopi sesuatu seukuran Bumi di sekitar bintang normal mungkin akan membutuhkan lebih besar penerus ke Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST - peluncuran 2018), atau bahkan lebih banyak area pengumpulan daripada yang akan disediakan oleh E-ELT dalam dekade berikutnya. Sebagai contoh, Snellen (2013) berpendapat bahwa dibutuhkan waktu pemaparan senilai 80-400 transit (yaitu 80-400 tahun!) untuk mendeteksi sinyal biomarker analog Bumi dengan E-ELT!

Telah disarankan bahwa proyek dan teknologi teleskop radio baru seperti Square Kilometer Array mungkin mampu secara kebetulan mendeteksi "obrolan" radio hingga jarak 50 pc ($sim 150$ tahun cahaya) - lihat Loeb & Zaldarriaga (2007). Array ini, yang akan mulai beroperasi penuh beberapa waktu setelah tahun 2025 juga dapat memantau banyak arah sekaligus untuk sinyal yang dipancarkan. Sebuah gambaran yang baik tentang apa yang mungkin terjadi dalam waktu dekat diberikan oleh Tarter et al. (2009).


Para astronom menemukan planet nakal seukuran bumi yang mengambang di Bima Sakti persis seperti bumi

Seperti ketika kita masih muda, kita semua suka pergi ke luar angkasa sekali dalam hidup kita, tetapi setelah menyadari kualifikasi yang diperlukan, cukup mengecewakan untuk mengatasinya. Tapi tetap mendengar sesuatu tentang luar angkasa benar-benar mengejutkan kita dan juga memungkinkan kita untuk membayangkan cara kerjanya.

Baru-baru ini para ilmuwan telah menemukan sesuatu yang aneh yang mengejutkan dunia di mana sebuah planet seukuran bumi ditemukan mengambang bebas di Bima Sakti, yang tidak mengorbit bintang mana pun dan itu terdengar gila bagi semua orang di mana kita melihat planet kembar seperti bumi di sebuah jalan susu!


Para astronom Mengidentifikasi 29 Planet Tempat Alien Dapat Mendeteksi Kehidupan di Bumi

Sepasang astronom mengidentifikasi 1.715 sistem bintang dalam jarak sekitar 300 tahun cahaya dari tata surya Bumi di mana bentuk kehidupan asing dapat melihat kehidupan di Bumi dalam 5.000 tahun terakhir, menurut sebuah penelitian yang diterbitkan pada hari Rabu di Alam.

Di antara mereka yang terletak di posisi utama untuk melihat transit planet, 46 sistem bintang terletak cukup dekat dengan Bumi sehingga planet mereka dapat mencegat sinyal siaran radio dan TV, yang dimulai sekitar 100 tahun yang lalu.

"Salah satu cara kita menemukan planet adalah jika mereka menghalangi sebagian cahaya dari bintang induknya," kata Lisa Kaltenegger, profesor astronomi dan direktur Institut Carl Sagan di Universitas Cornell di New York, kepada Penjaga. "Kami bertanya, 'Untuk siapa kita menjadi alien jika ada orang lain yang mencari?' Ada sepotong kecil di langit di mana sistem bintang lain memiliki kursi depan kosmik untuk menemukan Bumi sebagai planet transit."

Dengan Jackie Faherty, seorang ilmuwan senior di American Museum of Natural History di New York, Kaltenegger memperkirakan bahwa di dalam sistem bintang tersebut, 29 planet yang berpotensi layak huni memiliki posisi yang baik untuk menyaksikan transit Bumi dan cukup dekat untuk mendeteksi transmisi buatan manusia. Temuan duo ini memberikan target yang lebih jelas untuk pencarian ilmuwan yang sedang berlangsung untuk kehidupan di luar bumi, atau SETI.

Sementara studi sebelumnya telah mengidentifikasi sistem bintang yang dapat melihat transit Bumi di masa sekarang, temuan Kaltenegger dan Faherty adalah yang pertama memperluas pengetahuan itu selama 5.000 tahun di masa lalu dan 5.000 tahun di masa depan.

"Apa yang kami tunjukkan dalam makalah kami adalah bahwa sebagian besar bintang memiliki titik pandang ini [untuk melihat transit Bumi] setidaknya selama 1.000 tahun, dan banyak bintang sebenarnya memilikinya selama lebih dari 10.000 tahun," kata Kaltenegger. WAKIL. “Kami tidak bisa mengatakan lebih dari itu karena garis waktu kami adalah 10.000 tahun, tetapi menarik bahwa sudut pandang ini berlaku untuk generasi astronom, atau generasi astronom asing” yang “dapat mengembangkan teknologi untuk menemukan kita.”

Di tempat lain di luar angkasa, NASA meluncurkan lusinan bayi cumi-cumi ke orbit awal pekan ini.


Para astronom mengidentifikasi 29 exoplanet tempat makhluk luar angkasa mungkin mengawasi Bumi

Mungkin ada sebanyak 29 dunia yang berpotensi layak huni 'berposisi sempurna' untuk mengamati Bumi jika mereka memiliki peradaban intelijen, menurut sebuah studi baru.

Menjelajahi cara di mana kita menemukan exoplanet, yaitu dunia di luar tata surya, tim dari Cornell University membalikkan proses untuk melihat mana yang bisa melihat kita.

Bekerja sama dengan Museum Sejarah Alam Amerika di New York City, para astronom mengidentifikasi 2.034 sistem bintang di lingkungan galaksi kita – dalam jarak 326 tahun cahaya dari Bumi – yang dapat menyaksikan planet kita melintasi matahari.

Dari bintang-bintang itu, 1.715 bisa melihat Bumi sejak peradaban manusia berkembang sekitar 5.000 tahun yang lalu, dan 319 akan ditambahkan selama 5.000 tahun ke depan.

Jumlah bintang bervariasi tergantung pada lokasinya di ruang angkasa relatif terhadap tata surya dan berubah karena fakta bahwa kita hidup di alam semesta yang dinamis.

Sementara exoplanet belum terdeteksi di sekitar semua bintang yang dapat mengamati Bumi, tim memperkirakan 29 akan memiliki dunia berbatu di zona layak huni yang diposisikan dengan baik untuk juga mendeteksi gelombang radio yang dipancarkan oleh manusia lebih dari 100 tahun yang lalu.

Pemandangan Bumi dan Matahari dari ribuan mil di atas planet kita. Bintang yang masuk dan keluar dari posisi di mana mereka dapat melihat Bumi sebagai planet transit di sekitar Matahari kita menjadi cerah

Bekerja sama dengan Museum Sejarah Alam Amerika di New York City, para astronom mengidentifikasi 2.034 sistem bintang di lingkungan galaksi kita – dalam jarak 326 tahun cahaya dari Bumi – yang dapat menyaksikan planet kita melintasi matahari

APA METODE TRANSIT?

Metode transit adalah teknik dalam astronomi yang digunakan untuk mendeteksi exoplanet atau mempelajari lebih lanjut tentang objek di dalam tata surya.

Saat sebuah planet transit di depan bintang induknya, ia menghalangi sebagian cahaya dan ketika diamati dari Bumi, perubahan ini dapat diukur.

Para astronom menghasilkan kurva cahaya yang dapat memberikan karakteristik fisik baik dari planet dan bintang induk termasuk kepadatan.

Hot Jupiters – yang merupakan dunia seukuran Jupiter yang mengorbit sangat dekat dengan awal inangnya – kemungkinan besar akan terdeteksi, tetapi juga telah digunakan untuk menemukan dunia seukuran Bumi yang mengorbit bintang katai merah.

Metode transit adalah teknik yang paling menonjol untuk mendeteksi exoplanet dan pertama kali digunakan pada tahun 1999 untuk mengkonfirmasi keberadaan HD209458b, yang sebelumnya terdeteksi menggunakan metode kecepatan radial.

Deteksi baru pertama menggunakan metode transit datang empat tahun kemudian dengan deteksi OGLE-TR-56b pada tahun 2003.

Transit dapat digunakan untuk menentukan jari-jari planet dan periode revolusinya.

Teleskop saat ini tidak dapat mendeteksi tanda-tanda kehidupan dalam atmosfer planet ekstrasurya atau apakah itu benar-benar layak huni, tetapi observatorium masa depan termasuk teleskop luar angkasa NASA James Webb akan menyelidiki lebih dalam ke dunia yang jauh ini daripada sebelumnya.

‘Dari sudut pandang exoplanet’, kami adalah alien,’ kata Lisa Kaltenegger, profesor astronomi dan direktur Cornell’s Carl Sagan Institute.

‘Kami ingin tahu bintang mana yang memiliki titik pandang yang tepat untuk melihat Bumi, karena bintang itu menghalangi cahaya Matahari,’ katanya.

Karena bintang bergerak dalam kosmos dinamis kita, titik pandang ini diperoleh dan hilang dari waktu ke waktu, sehingga mereka dapat menentukan sistem bintang tertentu.

Metode transit adalah salah satu cara utama yang digunakan para astronom untuk mendeteksi planet di sistem bintang lain – mereka mencari ‘dips’ dalam cahaya yang datang dari bintang tersebut.

Ini membutuhkan posisi khusus untuk planet ekstrasurya bintang yang mengorbitnya dan Bumi agar kita dapat melihatnya saat lewat dan ini berubah seiring waktu.

Kaltenegger dan astrofisikawan Jackie Faherty, seorang ilmuwan senior di Museum Sejarah Alam Amerika menggunakan posisi dan gerakan dari katalog Gaia Badan Antariksa Eropa untuk menentukan bintang mana yang masuk dan keluar dari Zona Transit Bumi.

‘Gaia telah memberi kita peta galaksi Bima Sakti yang tepat,’ Faherty berkata, ‘memungkinkan kita untuk melihat ke belakang dan ke depan dalam waktu, dan untuk melihat di mana bintang-bintang berada dan ke mana mereka pergi.&# 8217

Dari 2.034 sistem bintang yang melewati Zona Transit Bumi selama periode 10.000 tahun yang diteliti, 117 objek terletak dalam jarak sekitar 100 tahun cahaya dari matahari.

Dari 75 objek ini telah berada di Zona Transit Bumi sejak stasiun radio komersial di Bumi mulai mengudara ke luar angkasa sekitar satu abad yang lalu.

Misi Kepler telah melihat ribuan exoplanet sejak 2014, dengan 30 planet berukuran kurang dari dua kali Bumi yang sekarang diketahui mengorbit di dalam zona layak huni bintang mereka.

Dari bintang-bintang itu, 1.715 bisa melihat Bumi sejak peradaban manusia berkembang sekitar 5.000 tahun yang lalu, dan 319 akan ditambahkan selama 5.000 tahun ke depan.

Teleskop saat ini tidak dapat mendeteksi tanda-tanda kehidupan dalam atmosfer planet ekstrasurya atau apakah itu benar-benar layak huni, tetapi observatorium masa depan termasuk teleskop luar angkasa NASA James Webb akan menyelidiki lebih dalam ke dunia yang jauh ini daripada sebelumnya

‘Lingkungan matahari kita adalah tempat dinamis di mana bintang-bintang masuk dan keluar dari titik pandang yang sempurna itu untuk melihat Bumi transit Matahari dengan kecepatan tinggi,’ kata Faherty.

Termasuk dalam katalog 2.034 sistem bintang, tujuh diketahui menjadi tuan rumah exoplanet.

Masing-masing dari dunia ini telah atau akan memiliki kesempatan untuk mendeteksi Bumi, sama seperti para ilmuwan Bumi telah menemukan ribuan dunia yang mengorbit bintang lain.

Dengan menyaksikan exoplanet yang jauh transit – atau melintasi – matahari mereka sendiri, para astronom Bumi’s dapat menafsirkan atmosfer yang diterangi oleh cahaya matahari itu.

Jika planet ekstrasurya memiliki kehidupan cerdas, mereka dapat mengamati Bumi yang diterangi cahaya matahari dan melihat tanda kimia kehidupan di atmosfer kita, termasuk oksigen.

Jumlah bintang bervariasi tergantung pada lokasinya di ruang angkasa relatif terhadap tata surya dan berubah karena fakta bahwa kita hidup di alam semesta yang dinamis

Sementara exoplanet belum terdeteksi di sekitar semua bintang yang dapat mengamati Bumi, tim memperkirakan 29 akan memiliki dunia berbatu di zona layak huni yang diposisikan dengan baik untuk juga mendeteksi gelombang radio yang dipancarkan oleh manusia lebih dari 100 tahun yang lalu.

BAGAIMANA MEREKA ESTIMASI JUMLAH DUNIA ALIEN YANG BISA MELIHAT BUMI

Para astronom mengidentifikasi 2.034 sistem bintang di lingkungan galaksi kita – dalam jarak 326 tahun cahaya dari Bumi – yang dapat menyaksikan planet kita melintasi matahari – juga dikenal sebagai transit.

Dari bintang-bintang itu, 1.715 bisa melihat Bumi sejak peradaban manusia berkembang sekitar 5.000 tahun yang lalu.

319 lainnya akan ditambahkan selama 5.000 tahun ke depan saat berbagai bintang bergerak ke kisaran yang dapat dilihat – yang dikenal sebagai Zona Transit Bumi (ETZ).

Tetapi tim kemudian harus menentukan berapa banyak dari bintang-bintang itu yang mungkin memiliki planet berbatu mirip Bumi yang mengorbit di zona layak huni di mana air cair dapat mengalir dengan bebas di permukaan.

Perkiraan jumlah planet berbatu di zona layak huni bintangnya bergantung pada radius planet dan ukuran serta jenis bintang induknya.

Perkiraan baru menempatkan jumlah planet per bintang dalam zona layak huni di 1,28.

Tim memperkirakan sekitar 25 persen dari semua bintang akan memiliki dunia yang berpotensi layak huni di zona ini.

Hal ini menyebabkan angka 508 dunia berbatu di zona layak huni dari sampel lengkap lebih dari 2.000 sistem bintang yang dapat melihat Bumi dalam waktu 100 tahun cahaya.

Dalam batas itu mereka menentukan akan ada sekitar 29 dunia yang berpotensi layak huni yang ‘bisa’ menampung peradaban asing yang mampu mendengarkan sejak Marconi menemukan radio.

Namun, komunikasi bisa jadi sulit karena peradaban yang berjarak 82 tahun cahaya hanya akan mendengar siaran dari awal PD2, dan kami tidak akan mendapatkan balasan hingga 2101 jika mereka mengirimkannya hari ini.

Sistem Ross 128, dengan bintang induk kerdil merah yang terletak di konstelasi Virgo, berjarak sekitar 11 tahun cahaya dan merupakan sistem terdekat kedua dengan planet ekstrasurya seukuran Bumi – dunianya sekitar 1,8 kali ukuran planet kita. planet.

Setiap penghuni dunia ini bisa melihat Bumi transit matahari kita sendiri selama 2.158 tahun, dimulai sekitar 3.057 tahun yang lalu tetapi kehilangan kemampuan itu 900 tahun yang lalu.

Sistem Trappist-1, pada jarak 45 tahun cahaya dari Bumi, menampung tujuh planet seukuran Bumi yang sedang transit - empat di antaranya berada di zona beriklim sedang dan layak huni dari bintang tersebut.

Meskipun kami telah menemukan planet ekstrasurya di sekitar Trappist-1, mereka tidak akan dapat melihat kami sampai gerakan mereka membawa mereka ke Zona Transit Bumi dalam 1.642 tahun.

Pengamat sistem Trappist-1 potensial akan tetap berada di kursi stadion transit Bumi kosmik selama 2.371 tahun setelah mereka akhirnya memasuki titik pandang kosmik.

Apakah manusia masih akan berada di Bumi, atau apakah Bumi masih layak huni bagi manusia pada saat itu tidak diketahui.

‘Analisis kami menunjukkan bahwa bahkan bintang-bintang terdekat umumnya menghabiskan lebih dari 1.000 tahun di tempat yang menguntungkan di mana mereka dapat melihat transit Bumi,’ kata Kaltenegger.

‘Jika kita menganggap kebalikannya yang benar, itu memberikan garis waktu yang sehat bagi peradaban nominal untuk mengidentifikasi Bumi sebagai planet yang menarik.’

Perkiraan jumlah planet berbatu di zona layak huni bintangnya bergantung pada radius planet dan ukuran serta jenis bintang induknya.

Perkiraan baru menempatkan jumlah planet per bintang dalam zona layak huni di 1,28 – atau antara satu dan dua per sistem.

Ini cocok dengan Tata Surya dengan Bumi sebagai satu-satunya planet yang dapat dihuni, tetapi Venus dan Mars keduanya berada di tepi luar zona layak huni.

Konsep batas zona layak huni empiris sebenarnya didasarkan pada jumlah sinar matahari yang diterima Venus dan Mars muda di awal tata surya.

Karena kami belum mengidentifikasi dunia yang dapat dihuni atau bahkan dunia berbatu di sekitar semua bintang terdekat, tim memutuskan untuk memperkirakan berapa banyak kemungkinan yang akan ada.

Diskusi tentang tingkat kemunculan planet berbatu yang mengelilingi bintang lain sedang berlangsung, menurut para peneliti.

Namun, mereka ingin memperkirakan berapa banyak yang akan menggunakan prediksi pesimistis dari 25 persen dari semua bintang yang memiliki setidaknya satu dunia berbatu untuk membuat perkiraan kasar.

Sistem Ross 128, dengan bintang induk kerdil merah yang terletak di konstelasi Virgo, berjarak sekitar 11 tahun cahaya dan merupakan sistem terdekat kedua dengan planet ekstrasurya seukuran Bumi – dunianya sekitar 1,8 kali ukuran planet kita. planet

Perkiraan jumlah planet berbatu di zona layak huni bintangnya bergantung pada radius planet dan ukuran serta jenis bintang induknya.

TELESKOP RUANG RUANG JAMES WEBB DAPAT MENGINTING KE SUASANA ALIEN

NASA dan Badan Antariksa Eropa berencana untuk meluncurkan teleskop ruang angkasa besar berikutnya tahun ini dan itu akan berfungsi sebagai penerus alami Hubble.

Terutama teleskop inframerah, ia akan memiliki tampilan spektrum yang lebih luas daripada Hubble dan beroperasi lebih jauh dari Bumi, dalam orbit matahari.

Penelitian oleh Ohio State University mengklaim bahwa dalam lima tahun sejak online, James Webb akan menemukan tanda-tanda kehidupan alien.

Mahasiswa pascasarjana Caprice Phillips menghitung itu bisa mendeteksi amonia yang diciptakan oleh makhluk hidup di sekitar planet kerdil gas setelah hanya beberapa orbit.

James Webb telah digambarkan sebagai ‘mesin waktu’ yang dapat membantu mengungkap rahasia alam semesta kita.

Teleskop akan digunakan untuk melihat kembali ke galaksi pertama yang lahir di alam semesta awal 13,5 miliar tahun yang lalu.

Ini juga akan mengamati sumber bintang, planet ekstrasurya, dan bahkan bulan dan planet tata surya kita.

ESA mengatakan 30 persen dari 18 bulan pertama pengamatan akan fokus pada dunia asing dan atmosfernya.

Hal ini menyebabkan angka 508 dunia berbatu di zona layak huni dari sampel lengkap lebih dari 2.000 sistem bintang yang dapat melihat Bumi dalam waktu 100 tahun cahaya.

Itu kira-kira wilayah gelombang radio akan melakukan perjalanan – sehingga di tepi luar orang yang hidup di dunia itu mungkin mendengar pesan uji dari Guglielmo Marconi.

Dalam batas itu mereka menentukan akan ada sekitar 29 dunia yang berpotensi layak huni yang ‘bisa’ menampung peradaban asing yang mampu mendengarkan radio kita.

Namun, komunikasi bisa jadi sulit karena peradaban yang berjarak 82 tahun cahaya hanya akan mendengar siaran dari awal PD2, dan kami tidak akan mendapatkan balasan hingga 2101 jika mereka mengirimkannya hari ini.

Teleskop Luar Angkasa James Webb – yang diharapkan diluncurkan akhir tahun ini– diatur untuk melihat secara rinci beberapa dunia transit untuk mengkarakterisasi atmosfer mereka.

Melakukan hal itu akan memungkinkan para astronom untuk akhirnya mencari tanda-tanda kehidupan karena kita mungkin dapat menemukan tanda tangan kimia yang hanya dibuat oleh makhluk hidup.

Inisiatif Breakthrough Starshot adalah proyek ambisius yang sedang berlangsung yang ingin meluncurkan pesawat ruang angkasa berukuran nano menuju planet ekstrasurya terdekat yang terdeteksi di sekitar Proxima Centauri – 4,2 tahun cahaya dari kita – dan sepenuhnya mencirikan dunia itu.

‘Orang mungkin membayangkan bahwa dunia di luar Bumi yang telah mendeteksi kita, sedang membuat rencana yang sama untuk planet dan tata surya kita,’ kata Faherty.

‘Katalog ini adalah eksperimen pemikiran yang menarik yang mungkin dapat ditemukan oleh salah satu tetangga kami.’

Perkiraan dunia ke-29 juga sangat berpusat pada manusia, berdasarkan gagasan kehidupan seperti yang kita ketahui – membutuhkan air dan dunia berbatu.

Temuan ini telah dipublikasikan di jurnal Nature.

Para ilmuwan mempelajari atmosfer planet ekstrasurya yang jauh menggunakan satelit luar angkasa yang sangat besar seperti Hubble

Bintang-bintang yang jauh dan planet-planetnya yang mengorbit sering kali memiliki kondisi yang tidak seperti apa pun yang kita lihat di atmosfer kita.

Untuk memahami dunia baru ini, dan terbuat dari apa, para ilmuwan harus mampu mendeteksi apa yang terdiri dari atmosfer mereka.

Mereka sering melakukan ini dengan menggunakan teleskop yang mirip dengan Teleskop Hubble milik NASA.

Satelit besar ini memindai langit dan mengunci planet ekstrasurya yang menurut NASA mungkin menarik.

Di sini, sensor di papan melakukan berbagai bentuk analisis.

Salah satu yang paling penting dan berguna disebut spektroskopi serapan.

Bentuk analisis ini mengukur cahaya yang keluar dari atmosfer planet.

Setiap gas menyerap panjang gelombang cahaya yang sedikit berbeda, dan ketika ini terjadi, sebuah garis hitam muncul pada spektrum yang lengkap.

Garis-garis ini sesuai dengan molekul yang sangat spesifik, yang menunjukkan keberadaannya di planet ini.

Mereka sering disebut garis Fraunhofer setelah astronom dan fisikawan Jerman yang pertama kali menemukannya pada tahun 1814.

Dengan menggabungkan semua panjang gelombang cahaya yang berbeda, para ilmuwan dapat menentukan semua bahan kimia yang membentuk atmosfer sebuah planet.

Kuncinya adalah apa yang hilang, memberikan petunjuk untuk mencari tahu apa yang ada.

Sangat penting bahwa ini dilakukan oleh teleskop luar angkasa, karena atmosfer Bumi kemudian akan mengganggu.

Penyerapan dari bahan kimia di atmosfer kita akan mengubah sampel, itulah sebabnya penting untuk mempelajari cahaya sebelum memiliki kesempatan untuk mencapai Bumi.

Ini sering digunakan untuk mencari helium, natrium, dan bahkan oksigen di atmosfer asing.

Diagram ini menunjukkan bagaimana cahaya yang lewat dari sebuah bintang dan melalui atmosfer sebuah planet ekstrasurya menghasilkan garis Fraunhofer yang menunjukkan adanya senyawa kunci seperti natrium atau helium


Para astronom mengidentifikasi 29 exoplanet tempat makhluk luar angkasa mungkin mengawasi Bumi

Mungkin ada sebanyak 29 dunia yang berpotensi layak huni 'berposisi sempurna' untuk mengamati Bumi jika mereka memiliki peradaban intelijen, menurut sebuah studi baru.

Menjelajahi cara di mana kita menemukan exoplanet, yaitu dunia di luar tata surya, tim dari Cornell University membalikkan proses untuk melihat mana yang bisa melihat kita.

Bekerja sama dengan Museum Sejarah Alam Amerika di New York City, para astronom mengidentifikasi 2.034 sistem bintang di lingkungan galaksi kita – dalam jarak 326 tahun cahaya dari Bumi – yang dapat menyaksikan planet kita melintasi matahari.

Dari bintang-bintang itu, 1.715 bisa melihat Bumi sejak peradaban manusia berkembang sekitar 5.000 tahun yang lalu, dan 319 akan ditambahkan selama 5.000 tahun ke depan.

Jumlah bintang bervariasi tergantung pada lokasinya di ruang angkasa relatif terhadap tata surya dan berubah karena fakta bahwa kita hidup di alam semesta yang dinamis.

Sementara exoplanet belum terdeteksi di sekitar semua bintang yang dapat mengamati Bumi, tim memperkirakan 29 akan memiliki dunia berbatu di zona layak huni yang diposisikan dengan baik untuk juga mendeteksi gelombang radio yang dipancarkan oleh manusia lebih dari 100 tahun yang lalu.

Pemandangan Bumi dan Matahari dari ribuan mil di atas planet kita. Bintang yang masuk dan keluar dari posisi di mana mereka dapat melihat Bumi sebagai planet transit di sekitar Matahari kita menjadi cerah

Bekerja sama dengan Museum Sejarah Alam Amerika di New York City, para astronom mengidentifikasi 2.034 sistem bintang di lingkungan galaksi kita – dalam jarak 326 tahun cahaya dari Bumi – yang dapat menyaksikan planet kita melintasi matahari

APA METODE TRANSIT?

Metode transit adalah teknik dalam astronomi yang digunakan untuk mendeteksi exoplanet atau mempelajari lebih lanjut tentang objek di dalam tata surya.

Saat sebuah planet transit di depan bintang induknya, ia menghalangi sebagian cahaya dan ketika diamati dari Bumi, perubahan ini dapat diukur.

Para astronom menghasilkan kurva cahaya yang dapat memberikan karakteristik fisik baik dari planet dan bintang induk termasuk kepadatan.

Hot Jupiters – yang merupakan dunia seukuran Jupiter yang mengorbit sangat dekat dengan awal inangnya – kemungkinan besar akan terdeteksi, tetapi juga telah digunakan untuk menemukan dunia seukuran Bumi yang mengorbit bintang katai merah.

Metode transit adalah teknik yang paling menonjol untuk mendeteksi exoplanet dan pertama kali digunakan pada tahun 1999 untuk mengkonfirmasi keberadaan HD209458b, yang sebelumnya terdeteksi menggunakan metode kecepatan radial.

Deteksi baru pertama menggunakan metode transit datang empat tahun kemudian dengan deteksi OGLE-TR-56b pada tahun 2003.

Transit dapat digunakan untuk menentukan jari-jari planet dan periode revolusinya.

Teleskop saat ini tidak dapat mendeteksi tanda-tanda kehidupan di dalam atmosfer planet ekstrasurya atau apakah itu benar-benar layak huni, tetapi observatorium masa depan termasuk teleskop luar angkasa NASA James Webb akan menyelidiki lebih dalam ke dunia yang jauh ini daripada sebelumnya.

‘Dari sudut pandang exoplanet’, kami adalah alien,’ kata Lisa Kaltenegger, profesor astronomi dan direktur Cornell’s Carl Sagan Institute.

‘Kami ingin tahu bintang mana yang memiliki titik pandang yang tepat untuk melihat Bumi, karena bintang itu menghalangi cahaya Matahari,’ katanya.

Karena bintang bergerak dalam kosmos dinamis kita, titik pandang ini diperoleh dan hilang dari waktu ke waktu, sehingga mereka dapat menentukan sistem bintang tertentu.

Metode transit adalah salah satu cara utama yang digunakan para astronom untuk mendeteksi planet di sistem bintang lain – mereka mencari ‘dips’ dalam cahaya yang datang dari bintang tersebut.

Ini membutuhkan posisi khusus untuk planet ekstrasurya bintang yang mengorbitnya dan Bumi agar kita dapat melihatnya saat lewat dan ini berubah seiring waktu.

Kaltenegger dan astrofisikawan Jackie Faherty, seorang ilmuwan senior di Museum Sejarah Alam Amerika menggunakan posisi dan gerakan dari katalog Gaia Badan Antariksa Eropa untuk menentukan bintang mana yang masuk dan keluar dari Zona Transit Bumi.

‘Gaia telah memberi kita peta galaksi Bima Sakti yang tepat,’ Faherty berkata, ‘memungkinkan kita untuk melihat ke belakang dan ke depan dalam waktu, dan untuk melihat di mana bintang-bintang berada dan ke mana mereka pergi.&# 8217

Dari 2.034 sistem bintang yang melewati Zona Transit Bumi selama periode 10.000 tahun yang diteliti, 117 objek terletak dalam jarak sekitar 100 tahun cahaya dari matahari.

Dari 75 objek ini telah berada di Zona Transit Bumi sejak stasiun radio komersial di Bumi mulai mengudara ke luar angkasa sekitar satu abad yang lalu.

Misi Kepler telah melihat ribuan exoplanet sejak 2014, dengan 30 planet berukuran kurang dari dua kali Bumi yang sekarang diketahui mengorbit di dalam zona layak huni bintang mereka.

Dari bintang-bintang itu, 1.715 bisa melihat Bumi sejak peradaban manusia berkembang sekitar 5.000 tahun yang lalu, dan 319 akan ditambahkan selama 5.000 tahun ke depan.

Teleskop saat ini tidak dapat mendeteksi tanda-tanda kehidupan dalam atmosfer planet ekstrasurya atau apakah itu benar-benar layak huni, tetapi observatorium masa depan termasuk teleskop luar angkasa NASA James Webb akan menyelidiki lebih dalam ke dunia yang jauh ini daripada sebelumnya

‘Lingkungan matahari kita adalah tempat dinamis di mana bintang-bintang masuk dan keluar dari titik pandang yang sempurna itu untuk melihat Bumi transit Matahari dengan kecepatan tinggi,’ kata Faherty.

Termasuk dalam katalog 2.034 sistem bintang, tujuh diketahui menjadi tuan rumah exoplanet.

Masing-masing dari dunia ini telah atau akan memiliki kesempatan untuk mendeteksi Bumi, sama seperti para ilmuwan Bumi telah menemukan ribuan dunia yang mengorbit bintang lain.

Dengan menyaksikan exoplanet yang jauh transit – atau melintasi – matahari mereka sendiri, para astronom Bumi’s dapat menafsirkan atmosfer yang diterangi oleh cahaya matahari itu.

Jika planet ekstrasurya memiliki kehidupan cerdas, mereka dapat mengamati Bumi yang diterangi cahaya matahari dan melihat tanda-tanda kimia kehidupan di atmosfer kita termasuk oksigen.

Jumlah bintang bervariasi tergantung pada lokasinya di ruang angkasa relatif terhadap tata surya dan berubah karena fakta bahwa kita hidup di alam semesta yang dinamis

Sementara exoplanet belum terdeteksi di sekitar semua bintang yang dapat mengamati Bumi, tim memperkirakan 29 akan memiliki dunia berbatu di zona layak huni yang diposisikan dengan baik untuk juga mendeteksi gelombang radio yang dipancarkan oleh manusia lebih dari 100 tahun yang lalu.

BAGAIMANA MEREKA ESTIMASI JUMLAH DUNIA ALIEN YANG BISA MELIHAT BUMI

Para astronom mengidentifikasi 2.034 sistem bintang di lingkungan galaksi kita – dalam jarak 326 tahun cahaya dari Bumi – yang dapat menyaksikan planet kita melintasi matahari – juga dikenal sebagai transit.

Dari bintang-bintang itu, 1.715 bisa melihat Bumi sejak peradaban manusia berkembang sekitar 5.000 tahun yang lalu.

319 lainnya akan ditambahkan selama 5.000 tahun ke depan saat berbagai bintang bergerak ke kisaran yang dapat dilihat – yang dikenal sebagai Zona Transit Bumi (ETZ).

Tetapi tim kemudian harus menentukan berapa banyak dari bintang-bintang itu yang mungkin memiliki planet berbatu seperti Bumi yang mengorbit di zona layak huni di mana air cair dapat mengalir dengan bebas di permukaan.

Perkiraan jumlah planet berbatu di zona layak huni bintangnya bergantung pada radius planet dan ukuran serta jenis bintang induknya.

Perkiraan baru menempatkan jumlah planet per bintang dalam zona layak huni di 1,28.

Tim memperkirakan sekitar 25 persen dari semua bintang akan memiliki dunia yang berpotensi layak huni di zona ini.

Hal ini menyebabkan angka 508 dunia berbatu di zona layak huni dari sampel lengkap lebih dari 2.000 sistem bintang yang dapat melihat Bumi dalam waktu 100 tahun cahaya.

Dalam batas itu mereka menentukan akan ada sekitar 29 dunia yang berpotensi layak huni yang ‘bisa’ menampung peradaban asing yang mampu mendengarkan sejak Marconi menemukan radio.

Namun, komunikasi bisa jadi sulit karena peradaban yang berjarak 82 tahun cahaya hanya akan mendengar siaran dari awal PD2, dan kami tidak akan mendapatkan balasan hingga 2101 jika mereka mengirimkannya hari ini.

Sistem Ross 128, dengan bintang induk kerdil merah yang terletak di konstelasi Virgo, berjarak sekitar 11 tahun cahaya dan merupakan sistem terdekat kedua dengan planet ekstrasurya seukuran Bumi – dunianya sekitar 1,8 kali ukuran planet kita. planet.

Setiap penghuni dunia ini dapat melihat Bumi transit matahari kita sendiri selama 2.158 tahun, dimulai sekitar 3.057 tahun yang lalu tetapi kehilangan kemampuan itu 900 tahun yang lalu.

Sistem Trappist-1, pada jarak 45 tahun cahaya dari Bumi, menampung tujuh planet seukuran Bumi yang sedang transit - empat di antaranya berada di zona beriklim sedang dan layak huni dari bintang tersebut.

Meskipun kami telah menemukan planet ekstrasurya di sekitar Trappist-1, mereka tidak akan dapat melihat kami sampai gerakan mereka membawa mereka ke Zona Transit Bumi dalam 1.642 tahun.

Pengamat sistem Trappist-1 potensial akan tetap berada di kursi stadion transit Bumi kosmik selama 2.371 tahun setelah mereka akhirnya memasuki titik pandang kosmik.

Apakah manusia masih akan berada di Bumi, atau apakah Bumi masih layak huni bagi manusia pada saat itu tidak diketahui.

‘Analisis kami menunjukkan bahwa bahkan bintang-bintang terdekat umumnya menghabiskan lebih dari 1.000 tahun pada titik yang menguntungkan di mana mereka dapat melihat transit Bumi,’ kata Kaltenegger.

‘Jika kita menganggap kebalikannya yang benar, itu memberikan garis waktu yang sehat bagi peradaban nominal untuk mengidentifikasi Bumi sebagai planet yang menarik.’

Perkiraan jumlah planet berbatu di zona layak huni bintangnya bergantung pada radius planet dan ukuran serta jenis bintang induknya.

Perkiraan baru menempatkan jumlah planet per bintang dalam zona layak huni di 1,28 – atau antara satu dan dua per sistem.

Ini cocok dengan Tata Surya dengan Bumi sebagai satu-satunya planet yang dapat dihuni, tetapi Venus dan Mars keduanya berada di tepi luar zona layak huni.

Konsep batas zona layak huni empiris sebenarnya didasarkan pada jumlah sinar matahari yang diterima Venus dan Mars muda di awal tata surya.

Karena kami belum mengidentifikasi dunia yang dapat dihuni atau bahkan dunia berbatu di sekitar semua bintang terdekat, tim memutuskan untuk memperkirakan berapa banyak kemungkinan yang akan ada.

Diskusi tentang tingkat kemunculan planet berbatu yang mengelilingi bintang lain sedang berlangsung, menurut para peneliti.

Namun, mereka ingin memperkirakan berapa banyak akan digunakan prediksi pesimistis dari 25 persen dari semua bintang yang memiliki setidaknya satu dunia berbatu untuk membuat perkiraan kasar.

Sistem Ross 128, dengan bintang induk kerdil merah yang terletak di konstelasi Virgo, berjarak sekitar 11 tahun cahaya dan merupakan sistem terdekat kedua dengan planet ekstrasurya seukuran Bumi – dunianya sekitar 1,8 kali ukuran planet kita. planet

Perkiraan jumlah planet berbatu di zona layak huni bintangnya bergantung pada radius planet dan ukuran serta jenis bintang induknya.

TELESKOP RUANG JAMES WEBB DAPAT MENGINTING KE SUASANA ALIEN

NASA and the European Space Agency plan to launch their next major space telescope this year and it will serve as the natural successor to Hubble.

Primarily an infrared telescope, it will have a wider spectrum view than Hubble and operate further out from the Earth, in a solar orbit.

Research by Ohio State University claims that within five years of it coming online, James Webb will have found signs of alien life.

Graduate student Caprice Phillips calculated it could detect ammonia created by living creatures around gas dwarf planets after just a few orbits.

The James Webb has been described as a ‘time machine’ that could help unravel the secrets of our universe.

The telescope will be used to look back to the first galaxies born in the early universe 13.5 billion years ago.

It will also observe the sources of stars, exoplanets, and even the moons and planets of our solar system.

ESA said 30 per cent of the first 18 months of observations will focus on alien worlds and their atmosphere.

This led to the figure of 508 rocky worlds in the habitable zone of the full sample of more than 2,000 star systems able to view the Earth within 100 light years.

That is roughly the area radio waves will have travelled – so at the outer edge people living on that world may be hearing test messages from Guglielmo Marconi.

Within that limit they determined there would be about 29 potentially habitable worlds that ‘could’ host an alien civilisation capable of listening in to our radio.

However, communication could be difficult as a civilisation 82 light years away would just be hearing broadcasts from the start of WW2, and we wouldn’t get a reply until 2101 if they sent it today.

The James Webb Space telescope – expected to launch later this year – is set to take a detailed look at several transiting worlds to characterise their atmospheres.

Doing so will allow astronomers to ultimately search for signs of life as we may be able to spot tell-tale chemical signatures only created by living creatures.

The Breakthrough Starshot initiative is an ambitious project underway that is looking to launch a nano-sized spacecraft toward the closest exoplanet detected around Proxima Centauri – 4.2 light-years from us – and fully characterise that world.

‘One might imagine that worlds beyond Earth that have already detected us, are making the same plans for our planet and solar system,’ said Faherty.

‘This catalog is an intriguing thought experiment for which one of our neighbours might be able to find us.’

The 29 world estimate is also heavily human centric, based on the idea of life as we know it – requiring water and a rocky world.

The findings have been published in the journal Nature.

Scientists study the atmosphere of distant exoplanets using enormous space satellites like Hubble

Distant stars and their orbiting planets often have conditions unlike anything we see in our atmosphere.

To understand these new world’s, and what they are made of, scientists need to be able to detect what their atmospheres consist of.

They often do this by using a telescope similar to Nasa’s Hubble Telescope.

These enormous satellites scan the sky and lock on to exoplanets that Nasa think may be of interest.

Here, the sensors on board perform different forms of analysis.

One of the most important and useful is called absorption spectroscopy.

This form of analysis measures the light that is coming out of a planet’s atmosphere.

Every gas absorbs a slightly different wavelength of light, and when this happens a black line appears on a complete spectrum.

These lines correspond to a very specific molecule, which indicates it’s presence on the planet.

They are often called Fraunhofer lines after the German astronomer and physicist that first discovered them in 1814.

By combining all the different wavelengths of lights, scientists can determine all the chemicals that make up the atmosphere of a planet.

The key is that what is missing, provides the clues to find out what is present.

It is vitally important that this is done by space telescopes, as the atmosphere of Earth would then interfere.

Absorption from chemicals in our atmosphere would skew the sample, which is why it is important to study the light before it has had chance to reach Earth.

This is often used to look for helium, sodium and even oxygen in alien atmospheres.

This diagram shows how light passing from a star and through the atmosphere of an exoplanet produces Fraunhofer lines indicating the presence of key compounds such as sodium or helium


Proposed solutions for extrasolar life detection

It has been proposed that the use of direct methods may also be possible to detect signs of life on extrasolar. This may be achieved by use of well-designed searches for life forms of microbial nature (Knuckle).

This could be based on remote sensing techniques to search for signatures of compounds associated with life such as chlorophyll and other photosynthetic compounds conversely, such observations would require to be done through strong, interfering absorptions and scattering radiances. The precision of such observations would be low due to the current resolution and signal to noise ratio constraints. This means that direct observation of extrasolar planets is still impossible at the current generation of telescopes.

The current propositions to build huge telescopes for space exploration are promising to eliminate such constraints. The building of a huge telescope named OWL (OverWhelmingly Large) is expected to revolutionize astronomy (“OWL”). It is proposed to have a diameter of between 60 and 100 meters.

This gigantic telescope will be able to detect an object that is 1500 times fainter than the faintest object observed currently. The telescope and others proposed to have 8 meters diameter will make it possible to characterize more extrasolar planets but until then, extrasolar life remains a mystery.


How would we detect an Earth doppelganger planet? - Astronomy

There are many ways to detect things that might hit Earth. For larger objects like asteroids, we can search with telescopes. We take images every night and look for objects that move across the sky. If we can see the object in several images taken on different nights, we can calculate an orbit and then predict whether it will hit Earth. It's hard to detect small asteroids this way because they are very faint and so you need a big telescope or a long exposure time with your camera.

Most meteors that we see are caused by pieces of rock and dust that are much, much smaller than asteroids (only pea-sized or smaller!), so we can't detect them until they start to decend through our atmosphere. These smaller objects are sometimes observed by using radar. When a meteorite is travelling through the atmopshere, it heats the surrounding atoms and ionizes them. This creates an ion-trail in the atmosphere. If we send a radar pulse from the ground, it will be reflected from these trails of ions, and we can tell there was a meteorite there.

Another way to see incoming meteorites is to have an all-sky camera or small telescope that takes pictures of the sky continuously looking for the bright trails that meteorites produce when they fall through the atmosphere. There are a lot of cameras like this that search for meteors, many of them run by amatuer astronomers (and even schools or science clubs) that hope to find meteorites that might fall close by and remain intact.


Scientists just detected an earthquake from a balloon and might be able to do it on Venus, too

Scientists are one step closer to detecting venusquakes.

Researchers have detected an earthquake using instruments flying in a balloon above California, and the technology could one day detect quakes on Venus.

Temblors on Earth and beyond are a valuable tool for understanding how planets are built and what their interiors are doing, and scientists have measured both moonquakes and marsquakes. But venusquakes are going to be more difficult to detect than either moonquakes or marsquakes, simply because of how hostile the planet's surface is. No lander has operated on the Venusian surface for much more than two hours, so scientists are evaluating instruments that might detect venusquakes from the less hazardous environment of the planet's thick cloud deck.

"Much of our understanding about Earth's interior &mdash how it cools and its relationship to the surface, where life resides &mdash comes from the analysis of seismic waves that traverse regions as deep as Earth's inner core," Jennifer M. Jackson, a geologist at Caltech and a co-author on new research, said in a NASA statement.

"Tens of thousands of ground-based seismometers populate spatially-dense or permanent networks, enabling this possibility on Earth. We don't have this luxury on other planetary bodies, particularly on Venus," Jackson said. "Observations of seismic activity there would strengthen our understanding of rocky planets, but Venus' extreme environment requires us to investigate novel detection techniques."

Measuring quakes on the moon and mars has been simple conceptually, albeit difficult to execute. The Apollo astronauts set up seismometers on the moon during their missions 50 years ago, and NASA's InSight lander on Mars includes a superbly precise such detector.

But for Venus, scientists think their best bet will be to design sensor systems that could identify quakes from the planet's atmosphere. Specifically, they're determining whether a balloon laden with barometers (instruments that measure atmospheric pressure) would be up to the task of venusquake detection.

That technology isn't nearly ready to make the trek to our neighboring world. First, the scientists are playing around with the idea here on Earth. So in July 2019, when a powerful earthquake shook Ridgecrest, California, and spawned more than 10,000 aftershocks, scientists took advantage of the bevy of temblors to test balloon-lofted earthquake detection.

The trial relied on "heliotrope" balloons, which are special balloons that scientists set out early in the day. (For this research, the scientists nicknamed their balloons: Tortoise, Hare, Hare 2 and CrazyCat.) As the sun heats the balloon, it rises as high as 11 to 15 miles (18 to 24 kilometers) as twilight falls the balloon does as well and scientists can track down their equipment.

On each balloon was a device that tracks movement and a supersensitive barometer to measure air pressure and, the scientists hoped, detect low-frequency sound waves triggered by an aftershock. But the endeavor was tricky: The scientists needed an earthquake to occur while they were observing and to be strong enough for the balloon's barometer to detect it at such a great distance and amid mid-flight jostling.

"Trying to detect naturally occurring earthquakes from balloons is a challenge, and when you first look at the data, you can feel disappointed, as most low-magnitude quakes don't produce strong sound waves in the atmosphere," Quentin Brissaud, a seismologist at Caltech and the Norwegian Seismic Array (NORSAR) in Oslo, Norway, and the study's lead author, said in the same statement. "All kinds of environmental noise is detected even the balloons themselves generate noise."

But on July 22, as both Tortoise and Hare were floating upward for a day of observations, a medium-size aftershock with a magnitude of 4.2 occurred. Both barometers picked up the signal, although the data on Hare's instrument included too much noise for the scientists to be confident it was truly detecting the earthquake. But Tortoise got a strong enough read on the event to match ground-based detections, even though the balloon was nearly 50 miles (78 km) away from the aftershock's epicenter and 3 miles (5 km) above Earth's surface at the time.

"Because there is such a dense network of seismometer ground stations in Southern California, we were able to get the 'ground truth' as to [the] timing of the quake and its location," Brissaud said. "The wave we detected was strongly correlated with nearby ground stations, and when compared to modeled data, that convinced us &mdash we had heard an earthquake."

The researchers hope both to continue in-flight data collection on Earth, including observing different types of earthquakes under different atmospheric conditions. The scientists also want to start including multiple barometers on each balloon in order to pinpoint where a detected quake is coming from.

And the researchers say there's also lots of modeling to be done to understand how the technique might work on venusquakes.

"It should be easier to detect venusquakes from the cool layers of Venus' atmosphere between 50 to 60 kilometers [about 31 to 37 miles] in altitude," Siddharth Krishnamoorthy, principal investigator of the analysis effort at NASA's Jet Propulsion Laboratory in California, said in the same statement. "If we drift over a hotspot, or what looks like a volcano from orbit, the balloon would be able to listen for acoustic clues to work out if it's indeed acting like a terrestrial volcano,"

The research is described in a paper published May 20 in the journal Geophysical Research Letters.


Astronomers Find a Famous Exoplanet’s Doppelgänger

Maunakea, Hawaii – When it comes to extrasolar planets, appearances can be deceiving. Astronomers have imaged a new planet, and it appears nearly identical to one of the best studied gas-giant planets. But this doppelgänger differs in one very important way: its origin.

“We have found a gas-giant planet that is a virtual twin of a previously known planet, but it looks like the two objects formed in different ways,” said Trent Dupuy, astronomer at the Gemini Observatory and lead author of the study.

Emerging from stellar nurseries of gas and dust, stars are born like kittens in a litter, in bunches and inevitably wandering away from their birthplace. These litters comprise stars that vary greatly, ranging from tiny runts incapable of generating their own energy (called brown dwarfs) to massive stars that end their lives with supernova explosions. In the midst of this turmoil, planets form around these new stars. And once the stellar nursery exhausts its gas, the stars (with their planets) leave their birthplace and freely wander the Galaxy.

Because of this exodus, astronomers believe there should be planets born at the same time from the same stellar nursery, but are orbiting stars that have moved far away from each other over the eons, like long-lost siblings.

“To date, exoplanets found by direct imaging have basically been individuals, each distinct from the other in their appearance and age. Finding two exoplanets with almost identical appearances and yet having formed so differently opens a new window for understanding these objects,” said Michael Liu, astronomer at the University of Hawaii Institute for Astronomy, and a collaborator on this work.

Dupuy, Liu, and their collaborators have identified the first case of such a planetary doppelgänger. One object has long been known: the 13-Jupiter-mass planet beta Pictoris b, one of the first planets discovered by direct imaging, back in 2009. The new object, dubbed 2MASS 0249 c, has the same mass, brightness, and spectrum as beta Pictoris b.

After discovering this object with the Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT), Dupuy and collaborators then determined that 2MASS 0249 c and beta Pictoris b were born in the same stellar nursery. On the surface, this makes the two objects not just lookalikes but genuine siblings.

Image of the 2MASS 0249 system taken with Canada-France-Hawaii Telescope’s infrared camera WIRCam. 2MASS 0249 c is located 2000 astronomical units from its host brown dwarfs, which are unresolved in this image. The area of sky covered by this image is approximately one thousandth the area of the full moon. CREDIT: T. DUPUY, M. LIU

However, the planets have vastly different living situations, namely the types of stars they orbit. The host for beta Pictoris b is a star 10 times brighter than the Sun, while 2MASS 0249 c orbits a pair of brown dwarfs that are 2000 times fainter than the Sun. Furthermore, beta Pictoris b is relatively close to its host, about 9 astronomical units (AU, the distance from the Earth to the Sun), while 2MASS 0249 c is 2000 AU from its binary host.

These drastically different arrangements suggest that the planets’ upbringings were not at all alike. The traditional picture of gas-giant formation, where planets start as small rocky cores around their host star and grow by accumulating gas from the star’s disk, likely created beta Pictoris b. In contrast, the host of 2MASS 0249 c did not have enough of a disk to make a gas giant, so the planet likely formed by directly accumulating gas from the original stellar nursery.

“2MASS 0249 c and beta Pictoris b show us that nature has more than one way to make very similar looking exoplanets,” says Kaitlin Kratter, astronomer at the University of Arizona and a collaborator on this work. “beta Pictoris b probably formed like we think most gas giants do, starting from tiny dust grains. In contrast, 2MASS 0249 c looks like an underweight brown dwarf that formed from the collapse of a gas cloud. They’re both considered exoplanets, but 2MASS 0249 c illustrates that such a simple classification can obscure a complicated reality.”

The team first identified 2MASS 0249 c using images from CFHT, and their repeated observations revealed this object is orbiting at a large distance from its host. The system belongs to the beta Pictoris moving group, a widely dispersed set of stars named for its famous planet-hosting star.

The team’s observations using the Near-Infrared Camera, second generation (NIRC2) instrument and laser guide star adaptive optics at W. M. Keck Observatory determined that the host is actually a closely separated pair of brown dwarfs. So altogether, the 2MASS 0249 system comprises two brown dwarfs and one gas-giant planet.

“We were surprised to learn that this doppelgänger planet is orbiting a binary,” said Dupuy. “It’s the first brown dwarf binary in the beta Pictoris moving group, and one of only a handful of brown dwarf binaries known among all the young moving groups.”

Follow-up spectroscopy of 2MASS 0249 c with the NASA Infrared Telescope Facility and the Astrophysical Research Consortium 3.5-meter Telescope at Apache Point Observatory demonstrated that it shares a remarkable resemblance to beta Pictoris b.

The 2MASS 0249 system is an appealing target for future studies. Most directly imaged planets are very close to their host stars, inhibiting detailed studies of the planets due to the bright light from the stars. In contrast, the very wide separation of 2MASS 0249 c from its host binary will make measurements of properties like its surface weather and composition much easier, leading to a better understanding of the characteristics and origins of gas-giant planets.

This work has been supported by the National Science Foundation under Grant No. AST-1518339. Any opinions, findings, and conclusions or recommendations expressed in this material are those of the authors and do not necessarily reflect the views of the National Science Foundation.

ABOUT NIRC2

The Near-Infrared Camera, second generation (NIRC2) works in combination with the Keck II adaptive optics system to obtain very sharp images at near-infrared wavelengths, achieving spatial resolutions comparable to or better than those achieved by the Hubble Space Telescope at optical wavelengths. NIRC2 is probably best known for helping to provide definitive proof of a central massive black hole at the center of our galaxy. Astronomers also use NIRC2 to map surface features of solar system bodies, detect planets orbiting other stars, and study detailed morphology of distant galaxies.

ABOUT ADAPTIVE OPTICS

W.M. Keck Observatory is a distinguished leader in the field of adaptive optics (AO), a breakthrough technology that removes the distortions caused by the turbulence in the Earth’s atmosphere. Keck Observatory pioneered the astronomical use of both natural guide star (NGS) and laser guide star adaptive optics (LGS AO) and current systems now deliver images three to four times sharper than the Hubble Space Telescope. AO has imaged the four massive planets orbiting the star HR8799, measured the mass of the giant black hole at the center of our Milky Way Galaxy, discovered new supernovae in distant galaxies, and identified the specific stars that were their progenitors.

ABOUT W. M. KECK OBSERVATORY

The W. M. Keck Observatory telescopes are among the most scientifically productive on Earth. The two, 10-meter optical/infrared telescopes on the summit of Maunakea on the Island of Hawaii feature a suite of advanced instruments including imagers, multi-object spectrographs, high-resolution spectrographs, integral-field spectrometers, and world-leading laser guide star adaptive optics systems.

Some of the data presented herein were obtained at Keck Observatory, which is a private 501(c) 3 non-profit organization operated as a scientific partnership among the California Institute of Technology, the University of California, and the National Aeronautics and Space Administration. The Observatory was made possible by the generous financial support of the W. M. Keck Foundation.

The authors wish to recognize and acknowledge the very significant cultural role and reverence that the summit of Maunakea has always had within the Native Hawaiian community. We are most fortunate to have the opportunity to conduct observations from this mountain.


Winds of Change

Of course, Earth is more than 4.5 billion years old, and life has changed a lot over the eons. What if alien astronomers had looked our way even a billion years ago?

In a 2018 paper in Kemajuan Ilmu Pengetahuan, Olson and her colleagues simulated how Earth's atmosphere has changed over time. Even three billion years ago, aliens may have been able to infer life by sniffing out methane and carbon dioxide in the early atmosphere. But our modern atmosphere—a literal beacon for life—arrived only about 500 million years ago.

“For more than a billion years of Earth history, an alien astronomer may have even been sufficiently misled to conclude that Earth was sterile—despite the fact that life was flourishing in our ocean at the time,” says Olson.

Still, if the aliens were advanced and committed enough, even an early Earth would yield compelling clues for life, says study coauthor Joshua Krissansen-Totton of the University of Washington.

“The presence of life on Earth has been fairly obvious for the last 4 billion years to anyone who could build a big telescope,” he says in an email. “If there was anything nasty out there, then they would have extinguished life on Earth long ago. I think we are safe inviting them over to visit and exchange notes on the cosmos.”

If aliens are anything like us, perhaps the news that they aren't alone in the cosmos wouldn't be their equivalent of earth-shattering. In a study published in Frontiers in Psychology in February, researchers found that people, at least, would take the discovery of alien life in stride.

“People will be able to accommodate even high-impact scientific discoveries without their worldviews collapsing,” theologian Ted Peters said at the time.

But like us, aliens may fear the prospect of hostile, intelligent extraterrestrials—in this case, humans—arriving unannounced on their cosmic doorstep.

“Of course,” added study author Michael Varnum of Arizona State University, “I would also predict that if a hostile armada showed up near Jupiter, we wouldn’t be happy.”