Pēdējos gados eksponenciāli ir pieaudzis apstiprināto ārpus saules planētu skaits. Kopš raksta parakstīšanas 2877 zvaigžņu sistēmās ir apstiprinātas pavisam 3 777 eksoplanetes, un vēl 2737 kandidāti gaida apstiprinājumu. Turklāt sauszemes (t.i., klinšaino) planētu skaits ir nepārtraukti palielinājies, palielinot iespēju, ka astronomi atradīs dzīvības pierādījumus ārpus mūsu Saules sistēmas.
Diemžēl tehnoloģija vēl nepastāv, lai tieši izpētītu šīs planētas. Tā rezultātā zinātnieki ir spiesti meklēt tā dēvētos “biosarakstus” - ķīmisku vielu vai elementu, kas ir saistīts ar pagātnes vai pašreizējās dzīves esamību. Saskaņā ar jaunu starptautiskas pētnieku grupas pētījumu, viens no veidiem, kā meklēt šos parakstus, būtu izpētīt materiālus, kas trieciena gadījumā izmesti no eksoplanetu virsmas.
Pētījums ar nosaukumu “Biosarakstu meklēšana eksoplanetārajā iedarbībā” tika publicēts zinātniskajā žurnālā Astrobioloģija un nesen parādījās tiešsaistē. To vadīja Gianni Cataldi, Stokholmas universitātes Astrobioloģijas centra pētniece. Viņam pievienojās zinātnieki no Parīzes LESIA novērošanas centra, Dienvidrietumu pētniecības institūta (SwRI), Karaliskā tehnoloģiju institūta (KTH) un Eiropas Kosmosa pētījumu un tehnoloģiju centra (ESA / ESTEC).
Kā viņi norāda savā pētījumā, lielākā daļa pūļu, lai raksturotu eksoplanetu biosfēras, ir vērsta uz planētu atmosfēru. Tas sastāv no pierādījumu meklējumiem par gāzēm, kas saistītas ar dzīvi šeit uz Zemes, piemēram, oglekļa dioksīds, slāpeklis utt., kā arī ūdens. Kā Cataldi pa e-pastu teica Space Magazine:
“No Zemes mēs zinām, ka dzīvei var būt spēcīga ietekme uz atmosfēras sastāvu. Piemēram, viss skābeklis mūsu atmosfērā ir bioloģiskas izcelsmes. Dzīvības klātbūtnes dēļ skābeklis un metāns ir stipri ārpus ķīmiskā līdzsvara. Pašlaik vēl nav iespējams izpētīt Zemei līdzīgu eksoplanētu atmosfēras sastāvu, tomēr paredzams, ka šāds mērījums pārskatāmā nākotnē būs iespējams. Tādējādi daudzsološākais veids, kā meklēt ārpuszemes dzīvi, ir atmosfēras bioparaksti. ”
Tomēr Cataldi un viņa kolēģi apsvēra iespēju raksturot planētas apdzīvojamību, meklējot trieciena pazīmes un pārbaudot izgrūšanu. Viens no šīs pieejas ieguvumiem ir tas, ka ejecta ar vislielāko vieglumu izkļūst no zemāka smaguma ķermeņiem, piemēram, klinšajām planētām un pavadoņiem. Arī šo veidu ķermeņu atmosfēru ir ļoti grūti raksturot, tāpēc šī metode ļautu raksturot, kas citādi nebūtu iespējams.
Un kā norādīja Cataldi, tas vairākos veidos papildinātu atmosfēras pieeju:
“Pirmkārt, jo mazāka eksoplaneta, jo grūtāk izpētīt tās atmosfēru. Gluži pretēji, mazākas eksoplanetes rada lielāku daudzumu izbēgošās ejektas, jo to virsmas gravitācija ir mazāka, padarot mazāku eksoplanetu izstumšanu vieglāk uztveramu. Otrkārt, domājot par biosarakstiem triecienizturībā, mēs galvenokārt domājam par noteiktiem minerāliem. Tas notiek tāpēc, ka dzīve var ietekmēt planētas mineraloģiju vai nu netieši (piemēram, mainot atmosfēras sastāvu un tādējādi ļaujot veidoties jauniem minerāliem), vai tieši (ražojot minerālus, piemēram, skeletus). Tādējādi trieciena izmešana ļautu mums izpētīt atšķirīgu biosarakstu, kas papildina atmosfēras parakstus. ”
Vēl viens šīs metodes ieguvums ir fakts, ka tajā tiek izmantoti pašreizējie pētījumi, kas pārbaudīja astronomisko objektu sadursmju ietekmi. Piemēram, ir veikti vairāki pētījumi, kuros mēģināts ierobežot milzu triecienu, kas, domājams, ir izveidojis Zemes-Mēness sistēmu pirms 4.5 miljardiem gadu (aka. Giant Impact hipotēze).
Kaut arī tiek uzskatīts, ka šādas milzu sadursmes ir bijušas izplatītas sauszemes planētas veidošanās pēdējā posmā (ilgst apmēram 100 miljonus gadu), komanda koncentrējās uz asteroīdu vai komētas ķermeņu triecieniem, kas, domājams, notiek visā eksoplaneta laikā sistēma. Balstoties uz šiem pētījumiem, Cataldi un viņa kolēģi spēja izveidot modeļus eksoplanetu izmešanai.
Kā paskaidroja Cataldi, viņi izmantoja rezultātus, kas iegūti no trieciena krāšanas literatūras, lai novērtētu izveidotās izgrūšanas daudzumu. Lai novērtētu ejecta izveidoto apļveida putekļu disku signāla stiprumu, viņi izmantoja gružu diska (t.i., Saules sistēmas galvenās asteroīda jostas ekstrasolārie analogi) rezultātus. Rezultātā rezultāti izrādījās diezgan interesanti:
“Mēs atklājām, ka 20 km diametra ķermeņa trieciens rada pietiekami daudz putekļu, lai tos varētu noteikt ar pašreizējiem teleskopiem (salīdzinājumam, tā triecienelementa izmērs, kurš nogalināja dinozaurus pirms 65 miljoniem gadu, lai arī ir aptuveni 10 km). Izplūdušo putekļu sastāva izpēte (piemēram, biosarakstu meklēšana) pašreizējiem teleskopiem nav pieejama. Citiem vārdiem sakot, ar pašreizējiem teleskopiem mēs varētu apstiprināt izplūdušo putekļu klātbūtni, bet ne izpētīt to sastāvu. ”
Īsāk sakot, no eksoplanētām izmesto materiālu izpēte ir mūsu rīcībā un spēja kaut kad izpētīt to sastāvu ļaus astronomiem spēt raksturot eksoplanētas ģeoloģiju un tādējādi precīzāk ierobežot tā potenciālo izmantojamību. Pašlaik astronomi ir spiesti izdarīt izglītotus minējumus par planētas sastāvu, pamatojoties uz tās šķietamo izmēru un masu.
Diemžēl detalizētāks pētījums, kas varētu noteikt biosarakstu klātbūtni ejecta, pašlaik nav iespējams, un tas būs ļoti grūti pat nākamās paaudzes teleskopiem, piemēram, Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWSB) vai Dārziņš. Pa to laiku eksoplanētu izmetes pētījums piedāvā dažas ļoti interesantas iespējas, kad runa ir par eksoplanētu pētījumiem un raksturojumu. Kā norādīja Cataldi:
“Pētot trieciena notikuma izgrūšanu, mēs varētu uzzināt kaut ko par eksoplanētas ģeoloģiju un apdzīvojamību un potenciāli noteikt biosfēru. Metode ir vienīgais veids, kā es zinu, kā piekļūt eksoplanetes pamatnei. Šajā ziņā triecienu var uzskatīt par urbšanas eksperimentu, ko nodrošina daba. Mūsu pētījums rāda, ka trieciena gadījumā radušies putekļi principā ir nosakāmi, un nākotnes teleskopi varētu ierobežot putekļu sastāvu un līdz ar to arī planētas sastāvu. ”
Nākamajās desmitgadēs astronomi pētīs ārpus saules planētas ar instrumentiem, kas palielinās jutīgumu un jaudu, cerot atrast dzīvības norādes. Dotajā laikā biosarakstu meklēšanu gruvešos ap eksoplanetām, kas radušies asteroīdu ietekmes rezultātā, varētu veikt vienlaikus ar atmosfēras biosarakstu meklētājiem.
Izmantojot abas šīs metodes, zinātnieki varēs ar lielāku pārliecību apgalvot, ka attālās planētas ne tikai spēj atbalstīt dzīvību, bet arī aktīvi to dara!
