Межпланетная картография
Прежде чем оставить следы на пыльных тропинках далеких планет, лучше обзавестись надежными картами. К тому, чтобы различить очертания материков, горы и океаны экзопланет, астрономы осторожно подступаются уже сегодня.
Наблюдать напрямую из почти что 4000 известных экзопланет удалось меньше 50, и все это – газовые гиганты массой больше Юпитера. Считается, что следующим поколениям телескопов будут доступны прямые наблюдения далеких небольших планет земного типа. Однако и тогда они в лучшем случае будут видны как тусклые, неверно мерцающие точечные источники. Но и такой слабой точки может быть достаточно для того, чтобы если не увидеть, то хотя бы реконструировать ключевые детали на поверхности экзопланеты, включая даже возможные сооружения инопланетной цивилизации.
Тренируемся на Земле
Когда космический аппарат Deep Impact на пути от одной кометы к другой повернулся в сторону Земли, от нас его уже отделяли десятки миллионов километров. Сделанные им тогда снимки ученые дополнительно сжали, получив точечный источник. Именно так может выглядеть какая-нибудь неродная и далекая экзопланета в очень мощный телескоп.
Суточные изменения яркости этой точки регистрировались на семи длинах волн в видимом и инфракрасном диапазонах. Эти элементарные наблюдения позволили восстановить одномерную карту Земли – с востока к западу. На ней еще трудно различить отдельные материки, но большие участки суши в области Евразии с Африкой и вдоль двух Америк вполне заметны, как и широкие пространства Атлантического и Тихого океанов.
Вращаясь, Земля подставляет Солнцу то одну сторону, то другую. Суша и вода, ледники и растительность – все это по-разному поглощает излучение, создавая небольшие, но вполне заметные изменения в отражающей способности (альбедо) планеты. Это и позволило реконструировать одномерную карту, связав перепады альбедо с более темной водой или со светлыми, лучше отражающими пространствами суши.
Такие колебания альбедо планеты повторялись бы каждые сутки, если бы она не совершала еще и годичное движение. Оборачиваясь вокруг Солнца, разные участки Земли освещаются то под одним, то под другим углом. Вместе с суточным циклом это создает довольно сложную динамику изменений альбедо, которая зависит от характеристик звезды, от планеты и ее орбиты, а еще от ее атмосферы и объектов на поверхности.