Időtlen feladatnak tűnik egy távoli exoplanet légköri nyomásának mérése, ám a washingtoni egyetemi csillagászok most kidolgoztak egy új technikát ehhez.
Amikor az exoplanet felfedezései először beindultak, a csillagászok arra összpontosítottak, hogy bolygót találjanak az élő övezetben - egy csillag körüli sávban, ahol a víz nem fagy le, és nem forr. Az exoplanet környezetének és lakhatóságának jellemzése azonban nem csak a bolygó felszíni hőmérsékletétől függ.
A légköri nyomás ugyanolyan fontos annak mérésekor, hogy az exoplanet felülete valószínűleg folyékony vizet tart-e vagy sem. Mindenkinek, aki ismeri a nagy magasságban fekvő kempingtárt, jól meg kell értenie, hogy a nyomás hogyan befolyásolja a víz forráspontját.
Amit Misra, a doktori jelölt által kifejlesztett módszer magában foglalja a „dimerek” elkülönítését - kötött molekulapárokat, amelyek hajlamosak nagy nyomáson és sűrűséggel kialakulni a bolygó légkörében - nem szabad összetéveszteni a „monomerekkel”, amelyek egyszerűen szabadon lebegnek. molekulákat. Noha sokféle dimer létezik, a kutatócsoport kizárólag az oxigénmolekulákra összpontosított, amelyek hidrogénkötéssel átmenetileg kapcsolódnak egymáshoz.
Közvetlenül észlelhetjük a dimereket az exoplanet légkörében, amikor az exoplanet a host csillag előtt halad át. Amint a csillag fény áthalad a bolygó légkörének vékony rétegén, a dimerek abszorbeálják annak bizonyos hullámhosszait. Amint a csillagfény eléri a Földet, a dimerek kémiai ujjlenyomatait lenyomják.
A dimerek megkülönböztetõ mintázatban elnyelik a fényt, amelynek tipikusan négy csúcsa van a molekulák forgási mozgása miatt. De az abszorpció mennyisége a légköri nyomástól és a sűrűségtől függően változhat. Ez a különbség sokkal kifejezettebb a dimerekben, mint a monomerekben, így a csillagászok további információkat szerezhetnek a légköri nyomásról a két aláírás aránya alapján.
Míg a víz dimmerjeit már a tavalyi év folyamán felfedezték a Föld légkörében, a hamarosan online elérhető nagyteljesítményű távcsövek lehetővé teszik a csillagászok számára, hogy ezt a módszert alkalmazzák a távoli exoplanetek megfigyelésében. A csoport elemezte annak valószínűségét, hogy a James Webb Űrtávcsövet használják egy ilyen felderítéshez, és azt találta, hogy kihívást jelent, de lehetséges.
A dimerek észlelése az exoplanet légkörében nemcsak a légköri nyomás és ezáltal a felszínen lévő víz állapotának felmérésében, hanem más bioszignál markerekben is segíthetne nekünk. Az oxigén közvetlenül kapcsolódik a fotoszintézishez, és valószínűleg nem lesz bőséges egy exoplanet légkörében, kivéve, ha algák vagy más növények rendszeresen termelik.
„Tehát ha találunk egy jó célbolygót, és észlelhetjük ezeket a dimer molekulákat - amelyek a következő 10–15 évben lehetségesek lehetnek -, akkor nem csak mondana valamit a nyomásról, hanem valójában azt is mondaná, hogy ezen a bolygón élet van. ”- mondta Misra egy sajtóközleményben.
A tanulmányt az Astrobiology februári számában tették közzé, és letölthető itt.
