Jordbundna detektiver förlitar sig på fingeravtryck för att lösa sina fall; nu kan astronomer göra detsamma, använda "ljusfingeravtryck" istället för hudspår för att avslöja mysterierna om exoplaneter.

Cornell University-forskare har skapat en referenskatalog med hjälp av kalibrerade spektra och geometriska albedos – ljuset som reflekteras av en yta – av 19 av de mest olikartade kropparna i vårt solsystem. Dessa inkluderar alla åtta planeter, från stenig till gasformig; nio månar, från frusen till lava spyr; och två dvärgplaneter, en i asteroidbältet — Ceres — och en i Kuiperbältet — Pluto.

Genom att jämföra observerade spektra och albedos av exoplaneter med denna katalog över vårt eget planetsystem, forskare kommer att kunna karakterisera dem med hänvisning till det breda utbudet av isiga, steniga och gasformiga världar i vårt hemsystem.

"En katalog över spektra, Albedos and Colors of Solar System Bodies for Exoplanet Comparison" publicerades online i tidskriften Astrobiologi och kommer att finnas på tryckutgåvens omslag i december.

"Vi använder vårt eget solsystem och allt vi vet om dess otroliga mångfald av fascinerande världar som vår Rosetta Stone, " sa medförfattaren Lisa Kaltenegger, docent i astronomi och chef för Carl Sagan Institute. "Med denna katalog med lätta fingeravtryck, vi kommer att kunna jämföra nya observationer av exoplaneter med objekt i vårt eget solsystem – inklusive de gasformiga världarna Jupiter och Saturnus, Europas isiga världar, Ios vulkaniska värld och vår egen livfyllda planet."

Katalogen, fritt tillgängligt på Carl Sagan Institute webbplats, inkluderar hög- och lågupplösta versioner av data, som visar astronomer vilken inverkan spektral upplösning har på ett objekts identifiering. Dessutom, katalogen ger exempel på hur färgerna på de 19 solsystemmodellerna skulle förändras om de kretsade om andra stjärnor än vår sol.

"Planetvetenskap bröt ny mark på 70- och 80 -talen med spektralmätningar för solsystemkroppar. Exoplanetvetenskap kommer att se en liknande renässans inom en snar framtid, sa Jack Madden, doktorand vid Carl Sagan Institute och huvudförfattare till studien. "Tekniken för att direkt samla in ljuset från planeter i jordstorlek runt andra stjärnor befinner sig för närvarande i ett renrum som väntar på att monteras och tränas på rätt mål. Med den kommande uppskjutningen av rymdteleskopet James Webb och den nuvarande konstruktionen av stor mark -baserade teleskop som Giant Magellan Telescope och Extremely Large Telescope, vi går in i en ny tid av observationsförmåga, så vi behöver en referenskatalog över alla planeter och månar vi redan känner, att jämföra dessa nya exoplanetspektra med."

Katalogen kommer att göra det möjligt för forskare att prioritera tidskrävande, högupplösta observationer av extrasolära planeter och månar. Det ger också insikter i vilken typ av världar som inte är så lätta att kategorisera utan högupplösta spektra. Till exempel, Venus är en stenig planet, men eftersom solljus reflekteras från dess täta koldioxidatmosfär snarare än dess steniga yta, färgerna astronomer observerar från en sådan planet liknar färgerna i en isig värld. I ytterkanten av den beboeliga zonen, steniga exoplaneter kommer sannolikt att ha täta atmosfärer som Venus. Sådana världar kommer att kräva långa observationer för att karakterisera korrekt.

"Att undersöka vårt solsystem från en avlägsen observatörs utsiktspunkt är en upplysande övning, sa Madden.

"Genom att reda ut mysterierna med objekten i vårt eget solsystem kan vi skymta hemligheterna i dessa nya världar vi hittar, sa Kaltenegger.