Como detectaríamos um planeta doppelganger da Terra?

Com a nossa tecnologia atual, ou a tecnologia disponível em um futuro próximo (até 2025), como detectaríamos um planeta exatamente como o nosso, e quão próximo teria que ser para ser detectável?

Quais métodos até agora se mostraram mais eficazes para detectar planetas semelhantes à Terra e o que eles poderiam revelar sobre a atmosfera do nosso planeta, propriedades orbitais e nossa espécie?

Esta questão é um alimento interessante para se pensar sobre a facilidade com que uma civilização extraterrestre com tecnologia comparável pode nos encontrar e com que facilidade podemos encontrá-las.

Para o propósito da questão, assumiremos que existe um planeta com uma civilização com avanços tecnológicos equivalentes que poderiam existir em qualquer lugar.

Avi Loeb e Edwin Turner escreveram um artigo sobre a possibilidade de detectar uma civilização semelhante à nossa em outro mundo, procurando as luzes da cidade.

O método proposto sugere observar os lados escuros dos planetas quando eles transitam em frente à estrela-mãe. Embora eles tenham dito que esse método exigirá gerações futuras de telescópios.

Fonte:

• Luzes da cidade podem revelar a civilização extraterrestre - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Usando a tecnologia atual (e com isso quero dizer experimentos e telescópios que estão disponíveis agora), não detectamos um planeta "parecido com a Terra" e provavelmente seríamos incapazes de detectar a vida na Terra, mesmo se observados a uma distância de alguns anos-luz . Portanto, atualmente não há perspectiva de detectar vida em um "doppelganger da Terra". Eu elaboro abaixo:

1. Ainda não foram detectados planetas como a Terra em torno de outra estrela. Ou seja, nenhum que tenha massa, raio e órbita semelhantes a 1 au (ou próximo a ele) de uma estrela do tipo solar. Com a tecnologia atual, é apenas fora do alcance. Portanto, qualquer busca direcionada pela vida em um planeta semelhante à Terra não saberia por onde começar. Se você não consegue detectar o planeta , então não há absolutamente nenhuma chance de olhar para sua composição atmosférica para procurar biomarcadores (por exemplo, oxigênio junto com um gás redutor como metano ou clorofluorocarbonos de uma civilização industrial - Lin et al. 2014) Os únicos exoplanetas para os quais as composições atmosféricas foram medidas (grosseira e provisoriamente) são os "Júpiteres quentes". - exoplanetas gigantes orbitando muito perto de suas estrelas-mãe.

2. Uma pesquisa "cega" poderia procurar assinaturas de rádio e, é claro, é isso que a SETI tem feito. Se estamos falando sobre a detecção da "Terra", devemos assumir que não estamos falando de tentativas deliberadas de comunicação por raios e, portanto, devemos confiar na detecção de "conversas" aleatórias no rádio e sinais acidentais gerados por nossa civilização. O projeto SETI Phoenix foi a busca mais avançada por sinais de rádio de outras vidas inteligentes. Citando Cullers et al. (2000) : " Sinais típicos, em oposição aos nossos sinais mais fortes, ficam abaixo do limiar de detecção da maioria das pesquisas, mesmo que o sinal tenha origem na estrela mais próxima ". Citando Tarter (2001) : "Nos níveis atuais de sensibilidade, as pesquisas direcionadas por microondas podem detectar a potência equivalente de fortes transmissores de TV a uma distância de 1 ano-luz (dentro do qual não há outras estrelas) ... ". O equívoco nessas declarações se deve ao fato de que que fazer emitem sinais vigas fortes em certas direções definidas pelo bem, por exemplo, para conduta de metrologia no sistema solar usando radar. Tais sinais foram calculados para ser observável mais de mil anos-luz ou mais. Mas estes sinais são breves, vigas em um ângulo extremamente estreito e improvável de ser repetido.Você teria que ter muita sorte de estar observando na direção certa e na hora certa, se estivesse realizando pesquisas direcionadas.

Daí minha afirmação de que, com os métodos e telescópios atuais, não há muita chance de sucesso. Mas é claro que a tecnologia avança e nos próximos 10 a 20 anos poderá haver melhores oportunidades.

O primeiro passo em uma pesquisa direcionada seria encontrar planetas como a Terra. A primeira grande oportunidade será com a sonda TESS , lançada em 2017, capaz de detectar planetas do tamanho da Terra em torno das 500.000 estrelas mais brilhantes. No entanto, sua missão de dois anos limitaria a capacidade de detectar um análogo da Terra. A melhor aposta para encontrar outras Terras virá mais tarde (talvez 2024) com o lançamento de Platão, uma missão de seis anos que novamente estuda as estrelas mais brilhantes. No entanto, há um grande salto necessário para realizar estudos das atmosferas desses planetas. A imagem direta e a espectroscopia provavelmente exigiriam interferômetros de nulização no espaço; observações indiretas de efeitos de fase e espectroscopia de transmissão através de uma atmosfera de exoplaneta não requerem grande resolução angular, apenas precisão maciça e área de coleta. A espectroscopia de algo do tamanho da Terra em torno de uma estrela normal provavelmente exigirá um sucessor maior do Telescópio Espacial James Webb ( JWST - lançamento 2018), ou ainda mais área de coleta do que a fornecida pelo E-ELT na próxima década. Por exemplo Snellen (2013) argumenta que seriam necessários 80-400 trânsitos de tempo de exposição (ou seja, 80-400 anos!) para detectar o sinal de biomarcador de um análogo da Terra com o E-ELT!

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"provavelmente não". A menos que esteja tão próximo que sinais de televisão ou rádio, como nós estivéssemos enviando inadvertidamente, possam ser detectados acima dos níveis de radiação de fundo que não podemos saber sobre a civilização.
Os sinais são extremamente fracos, e não em nenhuma banda cientificamente interessante (deliberadamente, é claro, porque não queremos que nossos televisores captem sinais naturais que interfeririam com nossos sinais artificiais), a menos que seu interesse científico seja especificamente bisbilhotar as comunicações enviadas por alienígenas em potencial (SETI vem à mente, um bom hobby e algo a ver com radiotelescópios para as épocas em que não há nada mais interessante para ouvir).

Quanto aos planetas do tamanho da Terra, ainda não conseguimos encontrar um, muito menos um rochoso na zona habitável de uma estrela. Os mecanismos usados ​​para detectar exoplanetas simplesmente não são sensíveis o suficiente.

Deixa uma opção: o equivalente ao Voyager 1 entra em nosso sistema solar e, na verdade, o localizamos e reconhecemos pelo que é, e encontramos uma maneira de recuperá-lo. Mas se eles estiverem em nosso nível de tecnologia, ainda serão milhares de anos antes que isso aconteça.

Se houvesse um planeta com a mesma civilização "exatamente como nós", a probabilidade de estar perto o suficiente para ser detectável é extremamente remota. Não zero, mas tão baixo quanto o de ultrapassar uma parede por meio da mecânica quântica.