211service.com
Następny duży teleskop kosmiczny może wykryć poziom tlenu na egzoplanetach podobny do ziemskiego
Egzoplaneta wodonośna z tlenem. NASA/GSFC/Friedlander-Griswold
Naukowcy ogólnie zgadzają się, że najlepszą strategią poszukiwania życia pozaziemskiego jest poszukiwanie świata, w którym panują warunki podobne do ziemskich, w tym tlen atmosferyczny, który może być wytwarzany przez organizmy prowadzące fotosyntezę. Jednak obecne instrumenty używane do badania potencjalnie nadających się do zamieszkania egzoplanet są żałośnie słabo przygotowane do znajdowania takich biosygnatur.
Teraz nowe badanie sugeruje, że za nieco ponad rok możemy być na dobrej drodze do zawężenia poszukiwań życia na innym świecie.
Istnieje kilka większych pytań niż „Czy życie istnieje na planetach innych niż Ziemia?”, mówi współautor badania Edward Schwieterman z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Ze względu na związek tlenu z życiem na Ziemi wiemy, że ważne jest poszukiwanie na egzoplanetach.
Badanie prowadzone przez naukowców NASA i opublikowane w Astronomia Przyrody Dziś podkreśla intrygujący nowy sposób, w jaki nadchodzący Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba może być wykorzystany do wykrywania i pomiaru tlenu na egzoplanetach. Teleskop, który miał zostać wystrzelony w 2021 roku po wielu opóźnieniach, zawsze miał za zadanie badanie tlenu z egzoplanet, ale te nowe odkrycia rozszerzają te możliwości w sposób, o którym nikt wcześniej nie zdawał sobie sprawy.
Co więcej, ta nowa technika może pomóc nam lepiej ustalić, ile tlenu zawiera inny świat. Jeśli planeta ma poziom tlenu podobny do ziemskiego, istnieje prawdopodobieństwo, że te poziomy mogą być również napędzane przez biologię. (Chociaż na pewno nie eliminuje niebiologiczne pochodzenie tego tlenu .)
Przed tymi badaniami naukowcy zidentyfikowali trzy główne długości fal w widmie elektromagnetycznym (jedna w widmie widzialnym i dwie w bliskiej podczerwieni), które można było zaobserwować w celu identyfikacji obecności tlenu. Ale w wysokich stężeniach, takich jak te na Ziemi, cząsteczki tlenu o wiele częściej zderzają się z obiektami. Te zderzenia emitują sygnały, których nie można zaobserwować przy użyciu tych trzech długości fal, co czyni je nieodpowiednimi do identyfikacji gęstszych i bardziej obfitych poziomów tlenu, które byłyby bardziej prawdopodobnie związane z aktywnością biologiczną.
Nowe badanie identyfikuje długość fali na poziomie średniej podczerwieni, którą można wykorzystać do wykrywania zderzeń cząsteczek tlenu zarówno z tlenem, jak iz innymi cząsteczkami gazu. Autorzy badania sugerują, że Mid InfraRed Instrument Low Resolution Spectrometer (MIRI LRS) JWST może poszukiwać tlenu na tej długości fali wokół egzoplanet, które przechodzą przez swoje gwiazdy macierzyste.
Ta metoda potencjalnie pozwoliłaby nam wykryć podobne do Ziemi poziomy tlenu w wielu układach gwiezdnych oddalonych o mniej niż 16 lat świetlnych. W bardziej odległych systemach byłby w stanie wykryć poziomy kilka razy wyższe niż na Ziemi.
Ponieważ możemy wykryć tlen, który zderza się również z innymi cząsteczkami gazu, metoda ta powinna umożliwić nam dokładniejsze poznanie chemii atmosfery jako całości oraz tego, czy jest ona podatna na życie, czy też mogła zostać ukształtowana przez przeszłe lub obecne życie pozaziemskie. Na przykład Schwieterman wskazuje, że cechy tlenu mierzone obok metanu atmosferycznego sugerowałyby procesy biochemiczne na powierzchni, które są podobne do tych, które obserwuje się na Ziemi.
Schwieterman sugeruje, że najlepszymi egzoplanetami do badania tą techniką są te krążące wokół karłów typu M, co stawia planety w układzie TRAPPIST-1 na szczycie listy. Czterdzieści lat świetlnych od nas TRAPPIST-1 ma wiele egzoplanet, na których może istnieć życie, w tym trzy znajdujące się w strefie nadającej się do zamieszkania. Możemy przynajmniej wykorzystać pasmo średniej podczerwieni, aby dowiedzieć się, czy tlen, który zauważyliśmy na odległej egzoplanecie, jest czymś, czym można się ekscytować.