Вимірювання атмосферного тиску на віддаленій екзопланеті може здатися важкою задачею, але астрономи з Вашингтонського університету зараз розробили нову методику робити саме це.
Коли відкриття екзопланет вперше почали прокочуватися, астрономи зробили акцент на пошуку планет в межах зони проживання - смузі навколо зірки, де вода не замерзає і не кипить. Але характеристика навколишнього середовища та пригодності для існування екзопланети не залежить лише від температури поверхні планети.
Атмосферний тиск так само важливий при оцінці того, чи може поверхня екзопланети містити рідку воду. Кожен, хто знайомий з кемпінгом на висоті, повинен добре розуміти, як тиск впливає на температуру кипіння води.
Метод, розроблений кандидатом доктора наук Амітом Місра, передбачає виділення «димерів» - зв'язаних пар молекул, які, як правило, утворюються при великому тиску та щільності в атмосфері планети - не плутати з «мономерами», які просто вільно плавають. молекули. Хоча існує багато типів димерів, дослідницька група зосередилася виключно на молекулах кисню, які тимчасово пов'язані один з одним за допомогою водневого зв'язку.
Ми можемо опосередковано виявити димери в атмосфері екзопланети, коли екзопланета проходить перед його зіркою-господарем. Коли світло зірки проходить через тонкий шар атмосфери планети, димери поглинають певні довжини хвилі. Як тільки зоряне світло досягає Землі, на ньому відбиваються хімічні відбитки димерів.
Димери поглинають світло виразним малюнком, який, як правило, має чотири піки через обертальний рух молекул. Але величина поглинання може змінюватися залежно від атмосферного тиску та щільності. Ця різниця набагато більш виражена в димерах, ніж у мономерах, що дозволяє астрономам отримувати додаткову інформацію про атмосферний тиск на основі співвідношення цих двох підписів.
Хоча водні димери були виявлені в атмосфері Землі ще в минулому році, потужні телескопи, які незабаром з’являться в Інтернеті, можуть дати можливість астрономам використовувати цей метод у спостереженні за віддаленими екзопланетами. Команда проаналізувала ймовірність використання космічного телескопа Джеймса Вебба для такого виявлення і визнала це складним, але можливим.
Виявлення димерів в атмосфері екзопланети не тільки допоможе нам оцінити атмосферний тиск, а отже, стан води на поверхні, але й інші маркери біосигнатури. Кисень безпосередньо пов'язаний з фотосинтезом і, швидше за все, не буде рясно в атмосфері екзопланети, якщо його регулярно не виробляють водорості та інші рослини.
"Отже, якщо ми знайдемо хорошу цільову планету, і ви зможете виявити ці димерні молекули - що може бути можливим протягом найближчих 10 - 15 років - це не тільки скаже вам щось про тиск, але насправді скаже вам, що на цій планеті є життя ", - заявила Місра у прес-релізі.
Документ опублікований у лютневому випуску «Астробіологія» і доступний для завантаження тут.
