Temperatura planete jedna je od ključnih informacija za razumevanje njene klime, atmosfere i mogućnosti za nastanak života. Merenje te temperature, međutim, nije jednostavan zadatak — neke planete su milijardama kilometara udaljene, a do većine njih nikada nismo ni blizu. Srećom, naučnici su razvili ingeniozne metode kojima to ipak uspevaju.
Direktno merenje — slanje sondi na bliže planete
Za planete u našem susedstvu, poput Marsa i Venere, najefikasniji pristup je slanje svemirskih sondi i rovera opremljenih termometrima i meteorološkim instrumentima. Ovi uređaji direktno mere temperaturu atmosfere, površine i tla — baš kao što termometar meri temperaturu u prostoriji.
Na Marsu su roveri poput Kjuriozitija i Persevijeransa beležili temperature površine gotovo svakodnevno godinama. Venera je bila domaćin čak sedamnaest sondi iz sovjetskog programa Venera između 1960-ih i 1980-ih, od kojih su neke prenosile podatke direktno sa površine pre nego što su se stopile pod pritiskom i vrelinom.
Primer: prosečna temperatura na Marsu iznosi oko −60 °C, ali može da varira od −125 °C na polovima zimi do oko +20 °C na ekvatoru leti — sve zahvaljujući direktnim merenjima rovera.
Daljinsko merenje — čitanje svetlosti sa udaljenih planeta
Za planete koje su previše daleko da bismo ih posetili — a to su sve planete van Sunčevog sistema, i mnoge unutar njega — naučnici se oslanjaju na analizu svetlosti koja stiže do nas. Ova metoda se zove spektroskopija i jedna je od najmoćnijih alatki savremene astronomije.
Svaki atom i molekul u svemiru apsorbuje i emituje svetlost na potpuno specifičnim talasnim dužinama, kao neka vrsta jedinstvenog otiska prsta. Kada svetlost zvezde prođe kroz atmosferu neke planete, određeni delovi spektra se „gase“ — upravo oni koje ti atomi i molekuli apsorbiraju. Analizom preostalih obrazaca naučnici mogu precizno odrediti hemijski sastav atmosfere.
Hemijski sastav atmosfere, pak, direktno određuje temperaturu: azot, ugljen-dioksid, metan i voda različito zadržavaju toplotu. Jednom kada znamo koje gasove sadrži atmosfera i u kojim količinama, možemo izračunati koliko te planete hvataju Sunčeve toplote i koliku temperaturu ta planeta dostiže.
Infracrveno zračenje — toplota kao svetlost
Svaki objekat koji ima temperaturu iznad apsolutne nule (−273 °C) emituje toplotu u vidu infracrvene svetlosti. Što je objekat topliji, to je više infracrvene svetlosti emituje i to se svetlost pomera ka kraćim talasnim dužinama. Merenjem intenziteta i oblika infracrvenog spektra planete, naučnici mogu direktno izračunati njenu temperaturu — čak i bez poznavanja hemijskog sastava atmosfere.
Upravo zbog toga su svemirski teleskopi koji rade u infracrvenoj oblasti, poput Džejms Veba, revolucionisali proučavanje egzoplaneta. Veb može da detektuje razliku u temperaturi između osvetljene i tamne strane planete udaljene stotinama svetlosnih godina.
Poznate temperature planeta u Sunčevom sistemu
Merkur: prosečno +167 °C (raspon −180 do +430 °C), izmereno sondama i infracrvenim posmatranjem.
Venera: prosečno +465 °C, izmereno sovjetskim sondama Venera.
Mars: prosečno −60 °C (raspon −125 do +20 °C), izmereno direktno pomoću rovera.
Jupiter: prosečno −110 °C, izmereno sondom Galileo i spektroskopijom.
Saturn: prosečno −140 °C, izmereno sondom Kasini i infracrvenim posmatranjem.
Uran: prosečno −195 °C, izmereno sondom Vojadžer 2 i spektroskopijom.
Neptun: prosečno −200 °C, izmereno sondom Vojadžer 2 i spektroskopijom.
Budućnost merenja — egzoplanete i dalje
Džejms Veb svemirski teleskop, koji radi od 2022. godine, otvorio je potpuno novu eru u proučavanju planeta van Sunčevog sistema. Već je uspešno izmerio temperaturu više egzoplaneta i detektovao hemijske supstance u njihovim atmosferama na razdaljinama od stotina svetlosnih godina.
Kombinovanjem spektroskopije, infracrvenih merenja i sve naprednijih kompjuterskih modela atmosfere, naučnici su danas u stanju da odrede ne samo prosečnu temperaturu planete, već i razlike između njenih polova i ekvatora, između dana i noći, pa čak i vertikalne promene temperature u različitim slojevima atmosfere — sve to sa planete Zemlje.
Često postavljana pitanja
Kako merimo temperaturu na drugim planetama?
Temperaturu na bližim planetama merimo direktno, pomoću svemirskih sondi opremljenih termometrima. Za udaljene planete koristimo spektroskopiju i analizu infracrvenog zračenja — svaki objekat emituje toplotu u vidu svetlosti, a merenjem te svetlosti možemo precizno odrediti temperaturu.
Šta je spektroskopija i kako pomaže u merenju temperature?
Spektroskopija je metoda kojom rastavljamo svetlost na njene sastavne talasne dužine. Atomi i molekuli u atmosferi planete apsorbuju i emituju svetlost na specifičnim talasnim dužinama — kao neka vrsta otiska prsta. Analizom tih obrazaca naučnici mogu odrediti hemijski sastav atmosfere i temperaturu planete.
Da li možemo meriti temperaturu egzoplaneta?
Da. Svemirski teleskopi poput Džejms Veba i Habla koriste spektroskopiju tranzita — kada planeta prođe ispred svoje zvezde, deo zvezdine svetlosti filtrira se kroz planetinu atmosferu, otkrivajući njen sastav i temperaturu.
Kolika je temperatura na Marsu?
Prosečna temperatura na Marsu iznosi oko −60 °C. Temperature variraju od oko −125 °C na polovima zimi do oko +20 °C na ekvatoru leti, a ove podatke dobili smo direktnim merenjima pomoću rovera i sondi.