Etäisen eksoplaneetan ilmanpaineen mittaaminen voi tuntua pelottavalta tehtävältä, mutta Washingtonin yliopiston tähtitieteilijät ovat nyt kehittäneet uuden tekniikan juuri tämän tekemiseksi.
Kun eksoplaneetan löytöt alkoivat ensin liikkua sisään, tähtitieteilijät painottivat planeettajen löytämistä asutettavalta alueelta - bändiltä tähden ympärille, jossa vesi ei jäädy tai kiehu. Mutta eksoplaneetan ympäristön ja asumiskelpoisuuden karakterisointi ei riipu pelkästään planeetan pintalämpötilasta.
Ilmakehän paine on yhtä tärkeä mittaamisessa, pitävätkö eksoplaneetan pinta todennäköisesti nestemäistä vettä. Jokaisella, joka tuntee leirinnän korkealla, tulee olla hyvä käsitys siitä, kuinka paine vaikuttaa veden kiehumispisteeseen.
Tohtorikoulutettavan Amit Misran kehittämässä menetelmässä eristetään ”dimeerit” - sidotut molekyylipaarit, joilla on taipumus muodostua korkeissa paineissa ja tiheyksissä planeetan ilmakehässä - ei pidä sekoittaa ”monomeereihin”, jotka ovat yksinkertaisesti vapaasti kelluvia. molekyylejä. Vaikka dimeerejä on monen tyyppisiä, tutkimusryhmä keskittyi yksinomaan happimolekyyleihin, jotka ovat väliaikaisesti sitoutuneet toisiinsa vedysidoksen avulla.
Saatamme epäsuorasti havaita dimeerejä eksoplaneetan ilmakehässä, kun eksoplaneetta kulkee isäntään nähden. Kun tähden valo kulkee ohutkerroksen päässä planeetan ilmakehästä, dimeerit absorboivat sen tietyt aallonpituudet. Kun tähtivalo saavuttaa maan, se leimataan dimeerien kemiallisilla sormenjälkeillä.
Dimeerit absorboivat valoa erottuvassa kuviossa, jolla on tyypillisesti neljä piikkiä molekyylien pyörimisliikkeen takia. Mutta imeytymisen määrä voi muuttua ilmakehän paineen ja tiheyden mukaan. Tämä ero on paljon selvempi dimeereissä kuin monomeereissä, jolloin tähtitieteilijät saavat lisätietoja ilmakehän paineesta näiden kahden allekirjoitussuhteen perusteella.
Vaikka veden dimerit havaittiin maapallon ilmakehässä jo viime vuonna, piakkoin verkkoon saapuvat voimakkaat kaukoputket voivat antaa tähtitieteilijöiden käyttää tätä menetelmää kaukaisten eksoplaneettojen tarkkailuun. Ryhmä analysoi todennäköisyyttä käyttää James Webbin avaruusteleskooppia tällaisen havainnon tekemiseen ja havaitsi sen olevan haastava, mutta mahdollinen.
Dimeerien havaitseminen eksoplaneetan ilmakehässä auttaisi meitä arvioimaan ilmanpainetta ja siten pinnan veden tilaa, mutta myös muita biosignaarausmerkkejä. Happi sitoutuu suoraan fotosynteesiin, eikä sitä todennäköisesti ole runsaasti eksoplaneetan ilmakehässä, ellei sitä säännöllisesti tuottaa levät tai muut kasvit.
"Joten jos löydämme hyvän kohdeplaneetan ja voisit havaita nämä dimeerimolekyylit - jotka saattavat olla mahdollisia seuraavan 10–15 vuoden sisällä -, se ei vain kertoisi sinulle jotain paineesta, vaan oikeastaan kertoisi sinulle, että sillä planeetalla on elämää , "Sanoi Misra lehdistötiedotteessa.
Paperi on julkaistu Astrobiology-lehden helmikuun numerossa, ja se on ladattavissa täältä.
