Tālas eksoplanētas atmosfēras spiediena mērīšana var šķist drausmīgs uzdevums, bet Vašingtonas universitātes astronomi tagad ir izstrādājuši jaunu paņēmienu, kā to izdarīt.
Kad eksoplanetu atklājumi sāka slīdēt iekšā, astronomi uzsvēra planētu atrašanu apdzīvojamā zonā - joslu ap zvaigzni, kur ūdens ne sasalst un nevārās. Bet eksoplanētas vides un apdzīvojuma raksturošana nav atkarīga tikai no planētas virsmas temperatūras.
Atmosfēras spiediens ir tikpat svarīgs, lai noteiktu, vai eksoplanetes virsma, iespējams, satur šķidru ūdeni. Ikvienam, kas pārzina kempings lielā augstumā, ir jābūt labai izpratnei par to, kā spiediens ietekmē ūdens viršanas temperatūru.
PhD kandidāta Amit Misra izstrādātā metode ietver “dimēru” - saistītu molekulu pāru, kas parasti veidojas ar lielu spiedienu un blīvumu planētas atmosfērā, izdalīšanu, lai tos nesajauktu ar “monomēriem”, kas ir vienkārši brīvi peldoši. molekulas. Kaut arī ir daudz dažādu dimēru, pētnieku grupa koncentrējās tikai uz skābekļa molekulām, kuras īslaicīgi ir saistītas viena ar otru, izmantojot ūdeņraža saites.
Mēs varam netieši atklāt dimērus eksoplanētas atmosfērā, kad eksoplanete šķērso savas saimnieka zvaigznes priekšā. Tā kā zvaigznes gaisma iet caur plānu planētas atmosfēras slāni, dimēri absorbē noteiktus tās viļņu garumus. Tiklīdz zvaigžņu gaisma sasniedz Zemi, tā tiek nospiesta ar dimēru ķīmiskajiem pirkstu nospiedumiem.
Dimēri absorbē gaismu raksturīgā shēmā, kurai parasti ir četras virsotnes molekulu rotācijas kustības dēļ. Bet absorbcijas daudzums var mainīties atkarībā no atmosfēras spiediena un blīvuma. Šī atšķirība ir daudz izteiktāka dimēros nekā monomēros, ļaujot astronomiem iegūt papildu informāciju par atmosfēras spiedienu, pamatojoties uz šo divu parakstu attiecību.
Lai gan ūdens dimēri Zemes atmosfērā tika atklāti jau pagājušajā gadā, jaudīgi teleskopi, kas drīzumā nonāks tiešsaistē, var dot iespēju astronomiem izmantot šo metodi, novērot tālu eksoplanetes. Komanda analizēja Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa izmantošanas iespējamību, lai veiktu šādu atklāšanu, un atzina to par izaicinošu, bet iespējamu.
Dimēru noteikšana eksoplanētas atmosfērā ne tikai palīdzētu mums novērtēt atmosfēras spiedienu un līdz ar to ūdens stāvokli uz virsmas, bet arī citus biosignāla marķierus. Skābeklis ir tieši saistīts ar fotosintēzi, un, visticamāk, tas nebūs bagātīgs eksoplanētas atmosfērā, ja vien to regulāri neveidos aļģes vai citi augi.
“Tātad, ja mēs atrodam labu mērķa planētu un jūs varētu atklāt šīs dimēras molekulas - kas varētu būt iespējams nākamo 10 līdz 15 gadu laikā -, tas ne tikai pastāstītu jums kaut ko par spiedienu, bet patiesībā arī pateiktu, ka uz šīs planētas ir dzīvība , ”Sacīja Misra paziņojumā presei.
Šis raksts ir publicēts Astrobioloģijas februāra numurā un ir pieejams lejupielādei šeit.
