Olemme löytäneet tällä hetkellä 867 erilaista eksoplaneettaa, mutta emme ole vielä varmasti selvittäneet, elääkö yksi näistä satamista. Vaikka happea on suhteellisen runsaasti universumissa, sen löytäminen kaukaisen planeetan ilmakehästä voi osoittaa sen asettavuuden, koska sen läsnäolo - suurina määrinä - ilmoittaa todennäköisestä elämän läsnäolosta.
Mutta mistä etsiä ensin? Uuden tutkimuksen mukaan voimme havaita hapen sellaisen asuttavan planeetan ilmakehässä, joka kiertää valkoista kääpiötä - tähtikuvaa tähtäävän tähden - ilmakehässä paljon helpommin kuin auringonkaltaisen tähden kiertävällä maapallomaisella planeetalla.
"Maapallon ulkopuolisten biologisten allekirjoitusten etsinnässä ensimmäisten tutkimiesi tähtien tulisi olla valkoisia kääpiöitä", sanoi Avi Loeb, Harvard-Smithsonian Astrofysiikan keskuksen (CfA) teoreetikko ja teoria- ja laskentainstituutin johtaja.
Loeb ja hänen kollegansa Dan Maoz Tel Avivin yliopistosta arvioivat, että 500 lähimmästä valkoisesta kääpiöstä tehty tutkimus voisi havaita yhden tai useamman asuttavan maan.
Valkoinen kääpiö on mitä Auringon kaltaisista tähtiistä tulee, kun he ovat käyneet loppuun ydinpolttoaineensa. Se suihkuttelee ulkopinnoistaan, jättäen taakse kuuman ytimen, joka voi olla suunnilleen maan kokoinen. Se hidastuu ja haihtuu ajan myötä, mutta pystyy pitämään lämpöä tarpeeksi kauan lämmittämään lähimaailmaa miljardien vuosien ajan.
Tällä hetkellä suurin osa planeetoista, jotka olemme löytäneet kiertoradan lähelle vanhempaa tähtiä, koska tähtitieteilijät löytävät astrometriaa käyttävät planeetat gravitaation vaikutuksen kautta, jonka planeetalla on tähtiä aiheuttaen sen heilumaan koskaan niin lievästi. Tähden lähellä sijaitsevilla massiivisilla planeetoilla on suurin vaikutus, ja ne ovat helpoimmin havaita.
Fotometrian avulla tähtitieteilijät näkevät valon määrän, jonka tähti antaa, kun planeetta kulkee tähden edessä. Koska valkoinen kääpiö on suunnilleen samankokoinen kuin Maa, maapallon kokoinen planeetta tukkii suuren osan sen valosta ja luo ilmeisen signaalin. Fotometria tai kuljetusmenetelmä on osoittautunut paras tapa löytää eksoplaneettoja.
Valkoinen kääpiö on paljon pienempi ja ohuempi kuin aurinko, ja planeetan piti olla paljon lähempänä, jotta se olisi asuttamassa nestevedellä sen pinnalla, joten valkoisen kääpiötähden ympärillä olevien planeettojen tulisi olla helpompi havaita. Asuttava planeetta kiertää valkoista kääpiötä kerran 10 tunnissa noin miljoonan mailin etäisyydellä.
Vielä tärkeämpää on, että voimme tutkia vain kauttakulkevien planeettojen ilmapiiriä. Kun valkoisen kääpiön valo paistaa ilmakehän läpi, joka ympäröi planeetan siluettilevyä, ilmapiiri absorboi tähtiä. Tämä jättää kemialliset sormenjäljet osoittaen, sisältääkö ilma ilmassa vesihöyryä vai jopa elämän allekirjoituksia, kuten happea.
Mutta siinä on varoitus: Ennen kuin tähdestä tulee valkoinen kääpiö, se turpoaa punaiseksi jättiläiseksi, hävittäen ja tuhoamalla kaikki lähellä olevat planeetat. Siksi planeetta joutui saapumaan asumisalueelle sen jälkeen kun tähti on kehittynyt valkoiseksi kääpiöksi. Joko se siirtyisi kohti tähtiä kauemmalta kiertoradalta tai olisi uusi planeetta, joka muodostuu jäljelle jäävästä pölystä ja kaasusta.
Meillä ei ole kuitenkaan vielä löydetty eksoplaneettaa valkoisen kääpiön ympäriltä, vaikka Loeb ja Moaz sanovat, että valkoisten kääpiöiden pinnalla on runsaasti raskaita elementtejä, mikä viittaa siihen, että huomattavalla osalla heistä on kivisiä planeettoja.
Tarvitsemme paremman silmän taivaalla löytääksemme planeettoja valkoisten kääpiöiden, esimerkiksi Loebin ja Maozin, ympärille, ja James Webbin avaruusteleskooppi (JWST), jonka on tarkoitus käynnistää tämän vuosikymmenen loppuun mennessä, lupaa haistaa näiden ulkomaalaisten maailmojen kaasut. .
Loeb ja Maoz loivat synteettisen spektrin toistaen mitä JWST näkisi tutkiessaan valkoista kääpiötä kiertävää asuttavaa planeettaa. He havaitsivat, että sekä happi että vesihöyry olisivat havaittavissa vain muutaman tunnin kokonaishavainnoista.
"JWST tarjoaa parhaimman toiveen löytää asuttu planeetta lähitulevaisuudessa", sanoi Maoz.
CfA: n tähtitieteilijöiden Courtney Dressingin ja David Charbonneaun äskettäiset tutkimukset osoittivat, että lähin asuttava planeetta kiertää todennäköisesti punaisen kääpiötähden (viileä, matalamassa tähti, joka käy läpi ydinfuusion). Koska punainen kääpiö, vaikka pienempi ja kevyempi kuin aurinko, on paljon suurempi ja kirkkaampi kuin valkoinen kääpiö, sen häikäisy hävittäisi kiertävän planeetan ilmakehän heikon signaalin. JWST: n olisi tarkkailtava satoja tunteja kauttakulkuja, jotta olisi toivoa analysoida ilmakehän koostumusta.
"Vaikka lähin asuttava planeetta voi kiertää punaisen kääpiötähteen, lähin, jonka voimme helposti todistaa olevan kantavia, saattaa kiertää valkoisen kääpiön", Loeb sanoi.
Lue heidän paperinsa täältä.
Lähde: CfA
