Az utóbbi években a megerősített napenergia-bolygók száma exponenciálisan nőtt. A cikk befejezése óta összesen 3777 exoplaneta megerősítést nyertek 2817 csillagrendszerben, további 2737 jelölt vár még megerősítést. Sőt, a szárazföldi (azaz a sziklás) bolygók száma folyamatosan növekszik, növeli annak valószínűségét, hogy a csillagászok bizonyítékokat találnak a Naprendszerünkön kívüli életről.
Sajnos ezeknek a bolygóknak a közvetlen felfedezéséhez még nem létezik technológia. Ennek eredményeként a tudósok arra kényszerülnek, hogy keressék az úgynevezett „bio-aláírásokat”, egy vegyi anyagot vagy elemet, amely a múlt vagy jelen élet létezéséhez kapcsolódik. Egy nemzetközi kutatócsoport által készített új tanulmány szerint ezen aláírások keresésének egyik módja az lenne, ha megvizsgálnák az exoplanetek felületéből egy ütközéses esemény során kibocsátott anyagokat.
A „Biosztiváták keresése az exoplanetáris hatású ejectában” című tanulmányt a tudományos folyóiratban tették közzé Asztrobiológia és nemrégiben megjelent az interneten. Gianni Cataldi, a stockholmi egyetem Astrobiológiai Központjának kutatója vezette. Csatlakoztak a párizsi LESIA-Observatoire, a Délnyugati Kutatóintézet (SwRI), a Királyi Technológiai Intézet (KTH) és az Európai Űrkutatási és Technológiai Központ (ESA / ESTEC) tudósaihoz.
Mint rámutattak a tanulmányukban, az exoplanet bioszféra jellemzésére irányuló legtöbb erőfeszítés a bolygók légkörére összpontosított. Ez azt jelenti, hogy bizonyítékokat keresünk a földi élethez kapcsolódó gázokkal kapcsolatban - pl. szén-dioxid, nitrogén stb., valamint a víz. Ahogy Cataldi e-mailben mondta a Space Magazine-nak:
„A Földtől tudjuk, hogy az életnek erős hatása lehet a légkör összetételére. Például a légkörünkben lévő összes oxigén biológiai eredetű. Az oxigén és a metán szintén az élet jelenléte miatt erősen kimarad a kémiai egyensúlytól. Jelenleg még nem lehet tanulmányozni a Föld-szerű egzoplanetek légköri összetételét, azonban a mérés a belátható jövőben várhatóan lehetséges lesz. Így a légköri bio-aláírások a legígéretesebb módja a földönkívüli élet keresésének. ”
Cataldi és kollégái azonban fontolóra vették a bolygó életképességének jellemzésére a hatás jeleinek keresésével és a kilövellés vizsgálatával. Ennek a megközelítésnek az egyik előnye, hogy az ejecta a legnagyobb könnyűséggel menekül az alacsonyabb gravitációs testekből, például a sziklás bolygókból és a holdokból. Az ilyen típusú testek légkörét szintén nagyon nehéz jellemezni, tehát ez a módszer lehetővé tenné a jellemzést, amely egyébként nem lenne lehetséges.
És amint azt Cataldi jelezte, ez a légköri megközelítést is számos módon kiegészíti:
Először is: minél kisebb az exoplanet, annál nehezebb megvizsgálni a légkörét. Éppen ellenkezőleg, a kisebb exoplanetek nagyobb mennyiségű menekülő ejektát hoznak létre, mivel felületi gravitációjuk alacsonyabb, így a kisebb exoplanetból származó ejecta könnyebben észlelhető. Másodszor, amikor az ütközéses bioszignatokra gondolunk, elsősorban bizonyos ásványokra gondolunk. Ennek oka az, hogy az élet közvetve (például a légkör összetételének megváltoztatásával és az új ásványok képződésének megengedésével) vagy közvetlenül (ásványok, például csontvázak előállítása révén) befolyásolhatja a bolygó ásványtani összefüggéseit. Az ejecta hatás tehát lehetővé tenné számunkra, hogy másfajta biológiai aláírást tanulmányozzunk, kiegészítve a légköri aláírásokat. ”
A módszer további előnye, hogy kihasználja a meglévő tanulmányokat, amelyek megvizsgálták a csillagászati tárgyak közötti ütközések hatásait. Például több tanulmányt végeztek, amelyek megkíséreltek korlátozni azt az óriási hatást, amelyről úgy gondolják, hogy 4,5 milliárd évvel ezelőtt a Föld-Hold rendszert alakította ki (más néven: az Óriás Impakt Hipotézis).
Noha az ilyen óriási ütközésekről gondolják, hogy a szárazföldi bolygóképződés végső szakaszában (kb. 100 millió évig tartanak), a csoport az aszteroidális vagy az üstökös testek hatásaira összpontosított, amelyekről úgy gondolják, hogy egy exoplanetánus teljes élettartama alatt előfordulnak. rendszer. Ezekre a vizsgálatokra támaszkodva Cataldi és kollégái képesek voltak modelleket készíteni az exoplanet ejecta számára.
Mint Cataldi kifejtette, az ütéscsillapító irodalom eredményeit felhasználták a létrehozott ejekták mennyiségének becslésére. Az ejecta által létrehozott körkörös portárcsák jelerősségének becsléséhez a törmeléklemezből származó eredményeket (azaz a Naprendszer fő aszteroid öve extrasoláris analógjainak) az irodalomból származó eredményeit használták. Végül az eredmények meglehetősen érdekesnek bizonyultak:
„Megállapítottuk, hogy egy 20 km átmérőjű test ütése elegendő mennyiségű port hoz létre ahhoz, hogy észlelhető legyen a jelenlegi távcsövekkel (összehasonlításként a 65 millió évvel ezelőtt dinoszauruszokat elpusztító ütközésmérő mérete 10 km körül volt). A kilökő por összetételének tanulmányozása (például a biológiai aláírások keresése) azonban a jelenlegi távcsövek nem érhető el. Más szavakkal, a jelenlegi távcsövekkel megerősíthetjük a kilökő por jelenlétét, de nem vizsgálhatjuk annak összetételét. "
Röviden: az exoplanetekbõl kiürített anyag tanulmányozása elérhetõségünkön áll, és az a képesség, hogy valaha megtanuljuk annak összetételét, lehetõvé teszi, hogy a csillagászok képesek legyenek jellemezni egy exoplanet geológiáját, és így pontosabb korlátozásokat szabjanak meg annak lehetséges alkalmazhatóságára. Jelenleg a csillagászok kénytelenek kitalálni a bolygó összetételét a látszólagos méret és tömeg alapján.
Sajnos jelenleg nem lehetséges egy részletesebb tanulmány, amely meghatározhatja a bioszignaciók jelenlétét az ejektában, és még a következő generációs távcsövekhez, mint például a James Webb Űrtávcső (JWSB) vagy Darwin. Időközben az exoplanetákból származó ejecta tanulmányozása nagyon érdekes lehetőségeket rejt magában az exoplanet tanulmányozása és jellemzése szempontjából. Amint Cataldi jelezte:
„Az ütközéses eseményekből származó ejecta tanulmányozásával megtudhatunk valamit az exoplanet geológiájáról és alkalmazhatóságáról, és potenciálisan kimutathatunk egy bioszférát. A módszer az egyetlen módja annak, hogy megismerjem egy exoplanet felszínét. Ebben az értelemben a hatást a természet által nyújtott fúrási kísérletnek lehet tekinteni. Tanulmányunk kimutatja, hogy az ütközési esemény során keletkező por elvileg kimutatható, és a jövőbeli távcsövek képesek lehetnek a por összetételének, és így a bolygó összetételének korlátozására. ”
Az elkövetkező évtizedekben a csillagászok a napfény nélküli bolygót tanulmányozzák olyan eszközökkel, amelyek növelik az érzékenységet és az energiát az életjelzések megtalálásának reményében. Adott időben az aszteroida ütések által létrehozott exoplanetumok körül a törmelékben lévő bioszignálok keresése a légköri bioszignálok keresőivel párhuzamosan megtörténhet.
E két módszer kombinálásával a tudósok nagyobb biztonsággal tudják mondani, hogy a távoli bolygók nemcsak képesek az élet támogatására, hanem aktívan is ezt teszik!
